聚合物材料的开发与应用对电子产业有着极其重大的贡献。聚合物树脂有着优良的电绝缘性质、低成本和容易成型和加工等优点。而三元乙丙橡胶（EPDM）一种性能十分优良的聚合物材料。EDPM是一种品质优良的橡胶，以其优良的耐热性、耐腐蚀性、电性能和低温韧性而闻名。然而，对几乎所有的聚合物包括EPDM来说，有一个致命的缺点就是它们的易燃性，这大大的限制了它们的使用范围。因为在这些的材料的使用过程中会有可能会引起火灾。比如说，EDPM在电子行业中应用为橡胶导管，当导管过热时将导致不完整连接从而产生火灾。因此，EDPM当应用于电子行业及其他行业时，都必须有良好的阻燃性能。遗憾的是，目前只有少量的出版物有有关的报道。本文将采用膨胀阻燃技术和纳米技术来阻燃EPDM，所使用的膨胀阻燃剂为理想配比的季戊四醇（PEP），氰乙酸甲酯（MCA）和聚磷酸铵（APP），再在该EPDM膨胀阻燃体系中引入有机改性的MgAl-层状双氢氧化物（LDH）作为纳米添加剂和协效阻燃剂。
制备阻燃EPDM/LDH纳米复合材料
橡胶混合物通过辊筒速比为1:1.2的双棍筒开炼机(Polymix 110Lsize: 203 X 102 mmServitech GmbHWustermarkGermany)来制备，在40°C混炼20min。以EPDM为100份计，试验配方如表1所示。首先，在胶料中加入必要量的LDHs和阻燃剂。再加入过氧化二异丙基（DCP）作为交联剂。混合好上述体系后，开始研究固化过程以获得最佳固化时间。该橡胶混合物在160°C热压固化到工艺硫化时间（t90），再冷却到室温，在室温下保持24小时。
阻燃EPDM/LDH纳米复合材料的性能研究
Figure 1给出了用WAXS研究EDPM/LDH的结构，从图中可以明显看出纳米材料的插层结构。对比几条曲线，O-LDH在（003）处有晶面峰，而EPDM/LDH则没有该峰，有此可以推断，LDHs良好的分散在EPDM胶料中。然而，只凭WAXS的结果并不能得到定论。因此，下面还通过TEM来观察LDH在体系中的分散性。EPDM/LDH的电镜照片如Figure 2所示。它直接给出了LDH在纳米复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。有此可以证实LDH结晶层分散在EPDM中时发生了剥离。同时，在WAXS结果中也得到证实，即阻燃EPDM/LDH样品的谱图中，在2θ = 2.92o处明显的没有出峰。阻燃EPDM/LDH纳米复合材料的阻燃性能研究微型量热仪（MCC）是微量测量样品（样品量为毫克）燃烧性能的一种有效的方法，它与锥形量热仪原理一样，都是根据在燃烧过程中的耗氧原理来进行测试。对所有样品进行测试所得的结果如Figure 3所示。从图中可以看出，EPDM-FR40和EPDM-FR38-LDH2纳米复合材料
阻燃三元乙丙橡胶/层状双氢氧化物纳米复合材料
的热释放速率峰值（pHRR）都大大低于EPDM。其中EPDM的pHRR为1084W/g，而EPDM-LDH40、EPDM-FR40、EPDM-FR38-LDH2的pHRR分别是 738 W/g、733 W/g、694W/g.这可以表明，阻燃剂和纳米粒子的加入大大提高了材料的阻燃性能。Figure 4是对阻燃EPDM/LDH纳米复合材料的MCC测试后的残炭做的SEM结果。对于纯的EPDM来说，它是完全燃烧残炭为0。在MCC测试中，EPDM的燃烧分为两个过程，EPDM先发生分解，再燃烧（通常这两个过程都是独立的）。即使如此，残炭的质量还是会影响分解过程中产生的气体的挥发。如图4可以看到，该残炭表面有许多闭孔碳泡即典型的膨胀形碳。Figure 4中还可以看出，残炭的表面是连续、致密和不光滑的。在碳层中，除了含C的基料产生的碳层外，还有其他物质在表面产生了一些不光滑的碳层，从而形成一个混合碳层。混合残炭的不光滑的表面可以对碳层起到增强作用从而降低了气化物的挥发。
