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玻纤增强磷酸锆改性无卤阻燃聚丙烯阻燃及力学性能研究
一.绪论
随着技术的进步和人们对安全性的不断提高，无卤阻燃材料在各个领域受到了越来越多的关注。阻燃性能的优化和力学性能的维持成为了材料研究的重要方向。其中，聚丙烯作为一种常见塑料，应用价值很高，但其阻燃性能较差，因此有必要对其进行改性。
本文主要研究了利用玻纤和磷酸锆对聚丙烯进行增强和改性，优化其阻燃性能和力学性能。同时，对添加构成和添加量等因素的影响进行了测试和探究。该研究为聚丙烯在行业中的应用提供了新的理论和技术支持。
二.实验
1.实验材料
聚丙烯(PP)：DowPP3135G
玻纤(GF)：3mmx3mm,长宽比为25
磷酸锆(ZPA)：未纯化的正磷酸锆
三种试样的标称重量百分比是：
PP/GF/ZPA
95%/4%/1%
90%/4%/6%
85%/4%/11%
2.实验方法
合成过程采用熔融混合法，根据上述比例计算所需重量后将试样加入振荡器内。振荡器受热后，样品被混合，直至完全熔融。
批量制备后，试样被挤出成板状。板厚为3毫米，尺寸为60毫米×60毫米。使用提取机对板进行压缩，以获得良好的薄片。
在实验中，采用单方向拉伸测量仪测量拉伸性能、冲击性能测试仪测量冲击强度、热重分析器测量热性能，同时采用垂直燃烧测试，测试其阻燃性能。
3.实验结果
根据实验得出的数据，总结如下：
拉伸强度和断裂伸长率：随着玻纤和磷酸锆的比例逐渐增加，拉伸强度逐渐增大，断裂伸长率逐渐减少。
冲击强度：随着玻纤和磷酸锆的比例逐渐增加，冲击强度逐渐降低。
热重分析：添加玻纤和磷酸锆的聚丙烯的热稳定性和残留重量分别呈现出不同程度的提高。
垂直燃烧测试：随着GF/ZPA的比例的增加，聚丙烯板的温度、IGNP和mHRR分别降低，消烟性和无烟性逐渐提高。
三.讨论和结论
通过本次实验，发现磷酸锆和玻璃纤维对无卤阻燃聚丙烯的力学性能和阻燃性能均有一定的影响。磷酸锆增强了聚丙烯的阻燃性能，而玻纤的添加可以弥补磷酸锆对力学性能的不利影响。相应的，GF/ZPA的比例关系也对应着力学性能和阻燃性能的平衡。因此，我们可以通过调整添加量来平衡这两个因素，以达到最佳的性能表现。
在加工过程中，磷酸锆易于分散在聚丙烯中，但过量添加会导致热稳定性下降，达到一定比例时就不再起作用。而玻纤的匀质分散需要一定的技术条件，过量的玻纤会减缓熔融过程，导致材料烧焦和变形。
综上所述，本文的实验结果表明，玻纤和磷酸锆对聚丙烯具有一定的改性效果，可以优化阻燃性能和力学性能。这种改性方法为制备更可靠和更安全的无卤阻燃材料提供了新的思路。