塑木復(fù)合材料(塑木)是指以 PE(聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PP(聚丙烯)及其共聚物等熱塑性高分子材料和木粉、植物種殼等木質(zhì)纖維材料為原料,經(jīng)注塑、壓制等成型方法制得的復(fù)合材料。其兼具聚合物和木質(zhì)纖維材料的優(yōu)點(diǎn),可部分或全部代替木材用于建材家具及包裝領(lǐng)域。然而,構(gòu)成復(fù)合材料的木質(zhì)纖維和聚合物均為易燃材料,使得幾乎所有的 塑木 都易燃,一旦遇火就可能釀成災(zāi)難,給人民財(cái)產(chǎn)及生命安全造成嚴(yán)重?fù)p失,因此,開展塑木復(fù)合材料阻燃研究勢(shì)在必行。
塑木的阻燃處理方法
添加方法 是指將阻燃劑與木質(zhì)纖維材料、樹脂材料直接混合,再經(jīng)過一定的成型手段制得阻燃型塑木復(fù)合材料。這是當(dāng)前塑木最常規(guī)的阻燃處理方法,APP、Al(OH) 3 等一般采用此種處理方法。涂覆法是指將阻燃劑等制成漿料涂覆在塑木表面,達(dá)到隔熱隔氧目的。該法操作簡(jiǎn)單,對(duì)材料性能影響較小,但阻燃層一經(jīng)破壞,阻燃作用也就失效了。鑒于涂覆法可能導(dǎo)致阻燃性能失效,目前絕大多數(shù)阻燃劑采用添加法。
協(xié)同阻燃 協(xié)同阻燃是指將2種或多種阻燃劑按一定比例復(fù)配制成復(fù)合型阻燃劑,將其加入塑木后,可克服單一阻燃劑防滴、消煙效果不佳,阻燃性能不高的缺點(diǎn)。目前所使用的膨脹性阻燃劑集酸源、氣源和碳源于一身,本身就具有協(xié)同阻燃效果,尤以APP的使用最為典型。其他類型的阻燃劑復(fù)配使用在木材和塑料阻燃方面都很廣泛,但較少見到在塑木阻燃中的應(yīng)用。因此,可從材及塑料阻燃研究中得到有效借鑒。
塑木的阻燃研究還處于起步階段,在加工過程中,還存在許多問題需要解決。
1)大多數(shù)阻燃劑為添加型粉體材料,極性一般都很強(qiáng),具親水基,和親油的聚合物基體不相容,添加量少時(shí),達(dá)不到阻燃效果;量大時(shí),容易與基體界面產(chǎn)生空隙,降低 塑木 的物理力學(xué)性能。
2)塑木的阻燃不僅涉及木材阻燃、高分子材料阻燃,還與二者的相互作用有關(guān),阻燃情況非常復(fù)雜,致使一些適合在木材或塑料中應(yīng)用的阻燃劑不能直接應(yīng)用到 塑木 阻燃上,研究表明 APP 對(duì)塑木復(fù)合材料的阻燃不同于塑料,在塑料中添加 PER 可明顯改善 APP 的阻燃性能,而在 塑木 中,未觀察到 PER 的阻燃增效作用,這是因?yàn)?塑木 的木質(zhì)纖維材料充當(dāng)了碳源的作用。塑木 阻燃機(jī)理研究也剛起步,至今未有十分明確的報(bào)道。
3)單一阻燃劑效率低,對(duì)聚合物材料物理機(jī)械性能影響大,多種阻燃劑的協(xié)效是一個(gè)熱點(diǎn),但各種阻燃劑復(fù)配過程中有可能出現(xiàn)交互影響或其他新的問題,協(xié)同機(jī)理探討及阻燃劑改性顯得十分關(guān)鍵。
為了改善 塑木 阻燃效果,解決其加工中遇到的問題,今后應(yīng)在 塑木 阻燃劑改性方面進(jìn)一步研究。需要綜合考慮各方面的影響因素,為拓展 塑木 在其他行業(yè)的應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
1)納米技術(shù):納米材料具有表面效應(yīng)、量子尺寸效應(yīng)和小尺寸效應(yīng),將阻燃劑制成納米材料可使其在性能上優(yōu)于常規(guī)阻燃劑,即具有高的阻燃性和好的界面相容性。
2)接枝改性技術(shù):接枝改性阻燃劑的目的是通過化學(xué)偶聯(lián)劑與阻燃劑表面的親水性官能團(tuán)發(fā)生作用,使阻燃劑從親水向疏水轉(zhuǎn)變,增強(qiáng)阻燃劑材料與聚合物基體的相容性,提高其在 塑木 中的分散性,以彌補(bǔ)阻燃劑的加入對(duì) 塑木 原有性能所造成的不利影響。
3)微膠囊技術(shù):微膠囊技術(shù)是指利用天然或合成高分子為囊材,將固、液、氣態(tài)的物質(zhì)包覆起來(lái),形成一定粒徑范圍的具芯-殼結(jié)構(gòu)的微型膠囊技術(shù)。通過該技術(shù)可很好的保護(hù)囊內(nèi)芯材理化性質(zhì)不被破壞,可減小有毒物質(zhì)對(duì)環(huán)境或人身造成的影響,可設(shè)想將阻燃劑包覆在有機(jī)物壁材的囊殼中,能有效改善阻燃劑與復(fù)合材料基體的相容性,增強(qiáng)阻燃效果。