Page 78 - 《精细化工》2021年第5期

·932· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

好的 OMMT 纳米片可以有效地阻碍拉伸过程中 少量的 OMMT 纳米片使得水性聚氨酯胶膜形成了
WPU 分子链键角的扩张和价键的伸长，使得弹性模 更加致密的炭层，减少了烟的释放；而随着 OMMT
量增加。但当 OMMT 纳米片含量过多时，硬段的氢 纳米片含量的增加，水性聚氨酯胶膜的不完全燃烧
键化程度明显降低，对键角和价键的限制作用减弱， 增多，SPR 增加；当 OMMT 纳米片含量达到 7%时，
导致弹性模量降低 [25] 。 大量的 OMMT 纳米片阻碍了烟的释放。

表 3 OMMT/WPU 纳米胶膜的弹性模量
Table 3 Elastic modulus of OMMT/WPU nanofilms
OMMT 含量/%

0 1 3 5 7
弹性模量/MPa 11.73 12.57 15.46 18.70 16.24

图 3 OMMT/WPU-5 纳米胶膜断面的 Si 元素分布
Fig. 3 Si element distribution of OMMT/WPU-5 nanofilm
cross section

2.5 OMMT/WPU 纳米胶膜的阻燃性能分析
表 4 为不同 OMMT 纳米片含量的 OMMT/WPU
纳米胶膜的 LOI 和锥形量热测试数据。由表 4 可见，

加入含量 1% OMMT 纳米片后，OMMT/WPU-1 纳
图 4 OMMT/WPU 纳米胶膜的 HRR(a)和 SPR(b)曲线
米胶膜的 LOI 明显增大，但随着 OMMT 纳米片含
Fig. 4 HRR (a) and SPR (b) curves of OMMT/WPU nanofilms
量的继续增加，OMMT/WPU 纳米胶膜的 LOI 变化
不明显。图 4 为不同 OMMT 纳米片含量时 OMMT/ 图 5 为 OMMT/WPU-0 和 OMMT/WPU-5 纳米
WPU 的胶膜的热释放速率（HRR）和烟生成速率 胶膜的炭层形貌。

（SPR）曲线，相关参数列于表 4。

表 4 OMMT/WPU 纳米胶膜的 LOI 和锥形量热测试数据
Table 4 LOI and cone calorimeter data for OMMT/WPU
nanofilms
2
2
样品 LOI/% pHRR/(kW/m ) T pHRR/s SPR/(m /s)
OMMT/WPU-0 16.6 1147.5 50 0.156
OMMT/WPU-1 18.4 1032.9 65 0.153
OMMT/WPU-3 18.3 851.5 75 0.167
OMMT/WPU-5 18.4 735.7 75 0.177
OMMT/WPU-7 18.2 724.0 75 0.162

由图 4 和表 4 可见，随着 OMMT 纳米片含量的
增加，OMMT/WPU 纳米胶膜的 HRR 峰值（pHRR）
逐渐降低，峰值所对应的时间（T pHRR ）延后。其中，
OMMT/WPU-7 纳米胶膜的 pHRR 相对于

OMMT/WPU-0 纳米胶膜下降了约 36.9%，峰值所对 a—OMMT/WPU-0 在空气中燃烧；b—OMMT/WPU-5 在空气中
应的时间延后 25 s。加入含量 1% OMMT 纳米片后， 燃烧；c—OMMT/WPU-0 锥形量热测试后；d—OMMT/WPU-5
OMMT/WPU-1 纳米胶膜的 SPR 降低；随后随着 锥形量热测试后
图 5 OMMT/WPU 纳米胶膜的炭层形貌
OMMT 纳米片含量的增加，OMMT/WPU 纳米胶膜
Fig. 5 Photographs of carbon residue for OMMT/WPU
的 SPR 峰值呈现先增大后减小的趋势。这是因为， nanofilms