聚碳硅烷與氫氧化鎂協(xié)效阻燃聚乙烯復合材料的作用機制與性能研究

聚碳硅烷（PCS）作為一種有機硅前驅(qū)體，在與氫氧化鎂（Mg(OH)?）協(xié)效阻燃聚乙烯（PE）復合材料中，發(fā)揮著改善阻燃效果和優(yōu)化殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)演變的重要作用。以下是該協(xié)同阻燃現(xiàn)象的關(guān)鍵點概述：

協(xié)同阻燃機制

• 聚碳硅烷在高溫下分解，釋放揮發(fā)性小分子，形成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或碳層，有效隔絕氧氣和減少熱量傳遞，增強阻燃性。
• 該過程促進Mg(OH)?脫水，生成致密的MgO層，提升材料的阻隔效應。

殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)演變

• 聚碳硅烷的熱解和交聯(lián)作用導致燃燒后形成更緊密穩(wěn)定的炭層結(jié)構(gòu)，物理隔離氧氣，減少可燃氣體釋放，延緩熱分解。
• 炭層可能隨燃燒時間從疏松轉(zhuǎn)變?yōu)橹旅?，形成連續(xù)保護層，有效保護材料殘余結(jié)構(gòu)。

氫氧化鎂的作用

• Mg(OH)?分解產(chǎn)生水蒸氣，吸熱降低體系溫度，生成耐高溫的MgO層，阻礙熱和火焰?zhèn)鞑ァ?/span>
• 與聚碳硅烷協(xié)同作用，形成復雜的防護結(jié)構(gòu)，顯著增強阻燃效能。

結(jié)構(gòu)調(diào)控

• 通過調(diào)整聚碳硅烷的種類、加入量和分布，優(yōu)化殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)，提高阻燃效率。
• 使用特定官能團的聚碳硅烷有利于形成交聯(lián)網(wǎng)絡或炭層，合適的分散技術(shù)確保Mg(OH)?和聚碳硅烷在PE基體中均勻分布。

阻燃效果評估

• 通過TGA、LOI測試、UL-94垂直燃燒測試和SEM觀察燃燒后殘?zhí)课⒂^結(jié)構(gòu)，全面了解聚碳硅烷和氫氧化鎂如何共同影響材料的阻燃性能和殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)演變。

聚碳硅烷和氫氧化鎂的協(xié)效作用為聚乙烯復合材料提供了一種高效的阻燃策略，通過優(yōu)化殘?zhí)拷Y(jié)構(gòu)和提高阻燃效率，顯著提升了材料的防火安全性。