在线缆护套料中,最为常用的材料是聚氯乙烯,因为其具备优异的力学性能和电性能等,而且价格便宜;同时,含卤阻燃剂因为其高效的阻燃性通常也被添加到聚合物材料中使用。但是,由于PVC和含卤阻燃剂在使用过程中对人体健康和环境的危害,目前正逐步被避免他们的使用。所以,我们的目的就是研究获得一种能够有效阻燃而且对人体和环境没有危害的材料。在本研究中,首先我们通过双螺杆共混来制备出不同组分的聚丙烯(PP)/乙烯辛烯共聚物(POE) 共混体系。测得的纯PP和PP/POE共混物的力学性能列于Table 1中。结果表明,当POE含量为50 wt%时,体系的拉伸强度和断裂伸长率同时得到了提高。我们认为可能的原因是共连续结构的形成,这会使体系同时形成一个坚固的PP连续相和一个具有弹性的POE连续相。当POE含量为10 wt%时,POE作为分散相均匀的分散在PP基体中。当POE
含量继续提高到30 wt%,POE粒径尺寸进一步增大,分散仍较均匀。而当POE含量提高到50 wt%时,则开始发生相反转生产共连续相,这与力学性能结果相印证。95-150C的温度范围内,所有曲线随着温度的升高都有一个下降趋势。
特别有趣的是,在POE含量为30 wt%时,体系的储能模量有一个提高,之后又下降。这一观察结果和M. Kontopoulou[6]所做工作相吻合。认为可能是这个组成分散较好,界面作用较强,此含量的POE使得体系该温度下硬度得到最大提高。然后我们在固定PP/POE为50/50时,分别加入了改性后的氢氧化镁(MH)和膨胀阻燃剂(IFR)并在双螺杆挤出机中进行共混,模压成型并测得力学性能和阻燃性能。从结果中,可得到两种类型的阻燃剂的加入均使得体系的阻燃性能得到不同程提高。加入表面改性的MH后,极限氧指数从未阻燃时的18.5提高到了25左右,但是两种改性MH均不能使体系通过垂直燃烧测试 (UL 94),所测结果均为无级。虽然其力学性能能够满足电缆料的使用要求,但是阻燃性能并不理想。当我们加入了自制偶联剂处理过的聚磷酸铵,PERMCA和REC时,25 wt%的膨胀阻燃剂含量即能使体系能够通过UL 94测试,氧指数分别为28.5和27.9,而且力学性能也能满足线缆料的使用要求。而且,由于所采用的原料来源广泛,成本相对较低,加工手段也简单易行,因此十分利于产业化生产。