| 碳材料表面特性及形貌对阻燃环氧树脂燃烧和热解行为的影响 |
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| 引用本文： | 王芳,郝建薇,李茁实,邹红飞.碳材料表面特性及形貌对阻燃环氧树脂燃烧和热解行为的影响[J].高分子学报,2016(7):860-870. |
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| 作者姓名： | 王芳 郝建薇 李茁实 邹红飞 |
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| 作者单位： | 1. 北京理工大学 材料学院 北京 100081;北京市公安局消防局 丰台支队 北京 100039;2. 北京理工大学 材料学院 北京 100081;3. 宝胜科技创新股份有限公司 江苏省特种电缆材料及可靠性研究重点实验室 扬州 225800 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(基金号 21474008)资助项目. |
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| 摘 要： | 将制备的4种植物基多孔碳,甘蔗渣炭(SBC)、竹叶炭(BLC)、稻壳炭(RHC)及竹茎炭(BSC),以及购置的椰壳炭(CSC)、果壳炭(NSC)、碳纳米管(CNTs)及可膨胀石墨(EG)分别与聚磷酸铵(APP)复合用于阻燃环氧树脂(EP),研究了碳材料比表面积、表面活性及微观形貌对APP阻燃EP燃烧和热解行为的影响.物理吸附仪、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电镜研究指出,颗粒状竹茎多孔碳(BSC)的比表面积(2063m2/g)及表面活性基团C—O—、C≡O及COO—的比例显著大于其他碳材料;各种碳材料均以微米级尺度分布于阻燃EP基体.氧指数(LOI)、UL 94垂直燃烧及锥形量热仪研究表明,0.8 wt%BSC或CNTs与3.1 wt%APP协同阻燃EP的LOI分别由EP的24.6%提高到27.3%和27.6%,UL 94均为V-1级,峰值热释放速率分别比EP/APP降低了27%和28%.碳材料的协同阻燃效果主要取决于微观形貌;对于颗粒状多孔碳,其比表面积、O/C比及表面活性基团比例越大,协同阻燃效果越好.热失重分析、共聚焦拉曼光谱及XPS研究证实,碳材料提高了EP/APP复合材料的初始分解温度和残炭量;大的比表面及表面活性,以及管状形貌能够提高环氧树脂复合材料高温残炭量、促进残炭类石墨化转变、改善残炭耐高温氧化性能.
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| 关 键 词： | 碳材料 聚磷酸铵 环氧树脂 燃烧性能 热解行为 |
Effects of Surface Characteristics and Morphology of Carbon Materials on Combustion and Thermal Decomposition of Flame Retardant Epoxy Resin |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | Carbon materials Ammonium polyphosphate Epoxy resin Combustion performance Thermal decomposition |
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