聚合物材料的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用對(duì)電子產(chǎn)業(yè)有著極其重大的貢獻(xiàn)。聚合物樹(shù)脂有著優(yōu)良的電絕緣性質(zhì)、低成本和容易成型和加工等優(yōu)點(diǎn)。而三元乙丙橡膠（EPDM）一種性能十分優(yōu)良的聚合物材料。EDPM是一種品質(zhì)優(yōu)良的橡膠，以其優(yōu)良的耐熱性、耐腐蝕性、電性能和低溫韌性而聞名。然而，對(duì)幾乎所有的聚合物包括EPDM來(lái)說(shuō)，有一個(gè)致命的缺點(diǎn)就是它們的易燃性，這大大的限制了它們的使用范圍。因?yàn)樵谶@些的材料的使用過(guò)程中會(huì)有可能會(huì)引起火災(zāi)。比如說(shuō)，EDPM在電子行業(yè)中應(yīng)用為橡膠導(dǎo)管，當(dāng)導(dǎo)管過(guò)熱時(shí)將導(dǎo)致不完整連接從而產(chǎn)生火災(zāi)。因此，EDPM當(dāng)應(yīng)用于電子行業(yè)及其他行業(yè)時(shí)，都必須有良好的阻燃性能。遺憾的是，目前只有少量的出版物有有關(guān)的報(bào)道。本文將采用膨脹阻燃技術(shù)和納米技術(shù)來(lái)阻燃EPDM，所使用的膨脹阻燃劑為理想配比的季戊四醇（PEP），氰乙酸甲酯（MCA）和聚磷酸銨（APP），再在該EPDM膨脹阻燃體系中引入有機(jī)改性的MgAl-層狀雙氫氧化物（LDH）作為納米添加劑和協(xié)效阻燃劑。

制備阻燃EPDM/LDH納米復(fù)合材料

橡膠混合物通過(guò)輥筒速比為1:1.2的雙棍筒開(kāi)煉機(jī)(Polymix 110Lsize: 203 X 102 mmServitech GmbHWustermarkGermany)來(lái)制備，在40°C混煉20min。以EPDM為100份計(jì)，試驗(yàn)配方如表1所示。首先，在膠料中加入必要量的LDHs和阻燃劑。再加入過(guò)氧化二異丙基（DCP）作為交聯(lián)劑?；旌虾蒙鲜鲶w系后，開(kāi)始研究固化過(guò)程以獲得最佳固化時(shí)間。該橡膠混合物在160°C熱壓固化到工藝硫化時(shí)間（t90），再冷卻到室溫，在室溫下保持24小時(shí)。

阻燃EPDM/LDH納米復(fù)合材料的性能研究

Figure 1給出了用WAXS研究EDPM/LDH的結(jié)構(gòu)，從圖中可以明顯看出納米材料的插層結(jié)構(gòu)。對(duì)比幾條曲線，O-LDH在（003）處有晶面峰，而EPDM/LDH則沒(méi)有該峰，有此可以推斷，LDHs良好的分散在EPDM膠料中。然而，只憑WAXS的結(jié)果并不能得到定論。因此，下面還通過(guò)TEM來(lái)觀察LDH在體系中的分散性。EPDM/LDH的電鏡照片如Figure 2所示。它直接給出了LDH在納米復(fù)合材料中的分散形貌，其中LDHs很好的分散在EPDM中，且大部分的LDH呈有序排列。有此可以證實(shí)LDH結(jié)晶層分散在EPDM中時(shí)發(fā)生了剝離。同時(shí)，在WAXS結(jié)果中也得到證實(shí)，即阻燃EPDM/LDH樣品的譜圖中，在2θ = 2.92o處明顯的沒(méi)有出峰。阻燃EPDM/LDH納米復(fù)合材料的阻燃性能研究微型量熱儀（MCC）是微量測(cè)量樣品（樣品量為毫克）燃燒性能的一種有效的方法，它與錐形量熱儀原理一樣，都是根據(jù)在燃燒過(guò)程中的耗氧原理來(lái)進(jìn)行測(cè)試。對(duì)所有樣品進(jìn)行測(cè)試所得的結(jié)果如Figure 3所示。從圖中可以看出，EPDM-FR40和EPDM-FR38-LDH2納米復(fù)合材料

阻燃三元乙丙橡膠/層狀雙氫氧化物納米復(fù)合材料

的熱釋放速率峰值（pHRR）都大大低于EPDM。其中EPDM的pHRR為1084W/g，而EPDM-LDH40、EPDM-FR40、EPDM-FR38-LDH2的pHRR分別是 738 W/g、733 W/g、694W/g.這可以表明，阻燃劑和納米粒子的加入大大提高了材料的阻燃性能。Figure 4是對(duì)阻燃EPDM/LDH納米復(fù)合材料的MCC測(cè)試后的殘?zhí)孔龅腟EM結(jié)果。對(duì)于純的EPDM來(lái)說(shuō)，它是完全燃燒殘?zhí)繛?。在MCC測(cè)試中，EPDM的燃燒分為兩個(gè)過(guò)程，EPDM先發(fā)生分解，再燃燒（通常這兩個(gè)過(guò)程都是獨(dú)立的）。即使如此，殘?zhí)康馁|(zhì)量還是會(huì)影響分解過(guò)程中產(chǎn)生的氣體的揮發(fā)。如圖4可以看到，該殘?zhí)勘砻嬗性S多閉孔碳泡即典型的膨脹形碳。Figure 4中還可以看出，殘?zhí)康谋砻媸沁B續(xù)、致密和不光滑的。在碳層中，除了含C的基料產(chǎn)生的碳層外，還有其他物質(zhì)在表面產(chǎn)生了一些不光滑的碳層，從而形成一個(gè)混合碳層。混合殘?zhí)康牟还饣谋砻婵梢詫?duì)碳層起到增強(qiáng)作用從而降低了氣化物的揮發(fā)。