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·1238· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

表 3 复合材料的极限氧指数数据
Table 3 Limiting oxygen index values of the composites
纯 PP PP1 PP2 PP3 PP4 PP5 PP6 PP7 PP8
LOI/% 18.2 23.6 23.0 23.9 24.2 24.8 24.5 25.3 24.8

图 4 和表 4 是复合材料的锥形量热仪测定的燃
烧性能的曲线和数据，内插图均为局部放大。

图 3 纯 PP 和 PP 复合材料在空气氛围中的 TG（a）和
DTG（b）曲线
Fig. 3 (a) TG and (b) DTG curves of pure PP and PP
composites in air atmosphere

表 2 PP 复合材料的热重分析数据
Table 2 Thermogravimetric analysis data of PP composites
样品 T 5%/℃ T max/℃ 700 ℃时残重率/%
纯 PP 284.0 392.4 2.4
PP1 279.6 363.2 23.3
PP2 343.1 425.7 32.5
PP3 332.5 413.6 32.0
PP5 318.6 402.3 25.3
PP7 301.8 381.1 24.6
注：T 5%为质量损失 5%时的温度；T max 为最大分解速率时
温度。

合材料，由于 ZnO/MoO 3 纳米线添加量的增加，复
合材料的 T 5% 、T max 和残重率都增加，这是因为燃烧
过程中 ZnO/MoO 3 纳米线覆盖于材料表面，形成隔
热阻断层，阻止了热量向材料内部传递，所以提高
了复合材料的 T 5% 、T max 和残重率。
2.3 NWs/ATH/PP 复合材料阻燃性能和抑烟性能
表 3 是 NWs/ATH/PP 复合材料的极限氧指数
（LOI）值。由表 3 可知，聚丙烯树脂的 LOI 仅有
18.2%，属于易燃材料；当纳米阻燃剂的质量分数为
28%时，PP1 和 PP2 复合材料的 LOI 值分别为 23.6%
和 23.0% ；当两种纳 米材料进 行复配后 ，
NWs/ATH/PP 复合材料的 LOI 值都高于单独使用两
种纳米材料的复合材料，这说明 ZnO/MoO 3 纳米线和
纳米 ATH 之间具有显著的协同阻燃效应。当添加质
量分数 3.75% ZnO 纳米线、质量分数 3.25%MoO 3 纳
米线和质量分数 21.00%纳米 ATH 时，PP7 复合材料
的 LOI 值为 25.3%，比纯 PP 提高了 39.0%。这是因
为 ATH 受热分解释放出水气，大量水气释放到材料
外部环境中，可以稀释燃烧区域内的空气和可燃气
体的浓度，增加外焰离去自熄的可能性；在凝聚相
中，ATH 失水生成的 Al 2 O 3 和 ZnO/MoO 3 纳米线共 图 4 纯 PP 和 PP 复合材料的 HRR（a）、THR（b）、SPR
同覆盖在材料表面，隔绝氧气和热量向材料内部传 （c）与 TSR（d）曲线
递，从而提高复合材料的阻燃性能 [24-25] 。 Fig. 4 HRR(a),THR(b),SPR(c) and TSR(d) curves of pure
PP and PP composites