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近年来,聚氨酯泡沫材料的应用越来越广泛。然而,聚氨酯泡沫塑料的表面电阻率较高,一般在1012-1015Ω之间。同时,其氧指数在16-18之间,容易燃烧。因此在使用过程中,存在很大的安全隐患。具有良好阻燃性和抗静电性的聚氨酯泡沫塑料相比于普通泡沫塑料有明显的优越性和竞争性,具有很大的市场前景和使用价值。但是无论是国内还是国外,往往只注重对其阻燃性或者抗静电性的某一单一的性能的研究,将二者结合起来共同研究的报道极其罕见,因此应大力开展研究。
本文以鳞片石墨为导电填料,辅以抗静电剂十六烷基三甲基溴化铵;以聚磷酸铵及甲基磷酸二甲酯组成阻燃体系,制备了阻燃抗静电聚氨酯泡沫材料。本文研究了聚氨酯泡沫的阻燃特性、抗静电性和综合性能,确定了具体组分比例与材料特性的关系,探讨了其阻燃机理与抗静电机理。
通过氧指数测试,发现加入同等质量分数的DMMP阻燃效果要优于APP,且随着阻燃剂填加量的增加,聚氨酯泡沫的氧指数越来越高;并且当把阻燃剂APP添加量固定在30％时,随着聚氨酯泡沫密度的增加,其氧指数越来越高。当聚氨酯泡沫的密度为0.466g/cm3时,其氧指数达到36.5。
表面电阻率测试表明,随着鳞片石墨添加量增加,聚氨酯泡沫表面电阻率逐渐下降。当添加量达到15%时,表面电阻率显著下降,达到了抗静电的要求;当添加量达到30%时,表面电阻率下降至2.1×105Ω;当石墨添加量量继续增加时,表面电阻率下降趋势变慢。再加入4%的CTAB可降低材料的摩擦率,而且在材料表层形成导电水分子层,进一步改善抗静电性能。
压缩强度分析表明,随着填充物的增加,聚氨酯泡沫的压缩强度逐渐降低。这是因为填充粒子在聚氨酯泡沫中发生团聚的结果而导致泡孔大小不均且成孔率降低;如果加入质量分数1份的水作为发泡剂,可以改善泡孔结构,提高泡沫机械性能。