Page 30 - 精细化工2019年第8期

·1518· 精细化工 FINE CHEMICALS
EVA/PGS/EG(1/9)复合材料和 EVA/PGS@P-N/EG(1/9)
复合材料的拉伸强度、断裂伸长率均较纯 EVA 有较
大程度的降低，但与 EVA/PGS/ EG(1/9)复合材料相
比，EVA/PGS@P-N/EG(1/9)复合材料的拉伸强度、
断裂伸长率却有所增强，断裂伸长率增加了 40%，
这说明通过添加经磷酸和十二胺改性的 PGS，材料
的力学性能有所增强。
表 4 EVA 及其复合材料的力学性能
Table 4 Mechanical properties of EVA and its composites
样品 拉伸强度/MPa
EVA 21.829
EVA/PGS/EG(1/9) 13.370
EVA/PGS@P-N/EG(1/9) 14.085
图 8 EVA 及其复合材料的应力-应变曲线
Fig. 8 Stress-strain curves of EVA, EVA/PGS/EG and
EVA/PGS@P-N/EG composites
2.9 EVA/PGS@P-N/EG 复合材料的阻燃机理
EVA/PGS@P-N/EG 复合材料为协效阻燃机理。
一方面，在燃烧过程中，坡缕石作为阻燃剂, 对基
体的交联与碳化反应具有催化作用。在复合材料的
燃烧过程中，这种催化作用不仅来自于 PGS 黏土本
身晶格上的质子酸（B 酸）和 Lewis 酸（L 酸），还
有来自于有机改性剂分解后产生的质子化硅酸盐
和磷元素，这些催化作用之间相互协同催化燃烧残
余物成炭，因而，EVA/PGS@P-N/EG 燃烧后能形成
高质量的炭层，从而提高复合材料的阻燃性能。另
一方面，EVA/PGS@P-N/EG 复合材料的分解温度较
低，这是由于该材料中的磷酸分解温度低所导致，
而磷酸分解后产生的 PO·是一种自由基捕获剂，它
可以与复合材料燃烧时产生的氢原子结合，抑制聚
合物继续分解为易燃的小分子物质；此外，磷系阻
燃剂在燃烧时易脱水，可以有效地降低聚合物表面
的温度及稀释气相中可燃物的浓度，与可膨胀石墨
高温时的膨胀效应协同，共同阻挡热量的传递，从
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而进一步提高复合材料的阻燃性能。
3 结论
作为一种有效的坡缕石杂化材料，PGS@P-N 能
明显提高机体 EVA 的阻燃性能，且由于磷酸和十二
胺的引入，EVA/PGS@P-N/EG 复合材料的热稳定
性、阻燃性和相容性也有明显的增强,与 EVA/PGS/EG
比较，EVA/PGS@P-N/EG 复合材料接入烷基链后，
EVA/PGS@P-N/EG 复合材料的断裂伸长率提高了
40%。EVA/PGS@P-N/EG 燃烧后的残炭量（35.65%）
断裂伸长率/%
比 EVA/PGS/EG 的残炭量（28.53%）要高，这是因为
2430.361
在复合材料燃烧时，阻燃剂 PGS@P-N 通过其自身的
1003.931
催化作用，促使复合物形成致密而热稳定性好的炭
1407.818
层，同时，其分解所产生的 PO·能有效抑制聚合物
的继续分解，通过协同作用提高复合材料的阻燃性
能。由于磷酸对坡缕石及含有金属氧化物的无机填
料有很强的吸附，可以将不同的无机填料通过磷酸
作为桥键，与阻燃效果很好的无机阻燃剂复合在一
起，制备复合型无机阻燃，使其引入更多的阻燃元
素，从而提高坡缕石的阻燃性。
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