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????????聚苯醚(PPE)樹(shù)脂作為五大工程塑料之一，具有良好的阻燃性、耐高溫性、電絕緣性、尺寸穩定性及優(yōu)良的物理力學(xué)性能。PPE的長(cháng)期使用溫度范圍為–127～121℃，且在長(cháng)期負荷下具有優(yōu)良的尺寸穩定性和突出的電絕緣性，因而廣泛應用于電子電器工業(yè)、汽車(chē)工業(yè)、工業(yè)機械和外科醫療器械等。PPE具有加工性能差、耐沖擊性能差等缺點(diǎn)，為了改善其加工性能，研究者常將PPE與聚苯乙烯(PS)、聚酰胺(PA)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)共混。共混改性改善了PPE的加工性能，但也在一定程度上降低了其耐溫性和阻燃性。商品PPE改性料中也經(jīng)常加阻燃劑等來(lái)改善其阻燃性能。

????????輕量化、多功能化、加工過(guò)程環(huán)保成為材料加工行業(yè)升級換代的發(fā)展方向。聚合物微發(fā)泡材料具有尺寸為1～10 μm、且泡孔分布均勻的泡孔結構。相對于不發(fā)泡材料和常規聚合物泡沫材料，聚合物微孔材料具有輕質(zhì)、高強、沖擊強度高、絕熱、介電常數低、熱穩定性好和疲勞壽命長(cháng)等優(yōu)點(diǎn)，在航空航天輕質(zhì)結構材料、微電子封裝材料、汽車(chē)工業(yè)零部件和絕緣材料等高新技術(shù)領(lǐng)域具有重要的應用價(jià)值。但是，微發(fā)泡結構會(huì )在材料中引入大量含有空氣的微孔孔洞，這增加了聚合物材料在燃燒時(shí)與空氣的接觸面積，因此降低了材料的阻燃性能。

????????中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的翟文濤博士團隊選擇兩種聚苯乙烯(PS)改性聚苯醚商品料(PPE 340Z，PPE 540Z)，以高壓二氧化碳流體為發(fā)泡劑，通過(guò)固態(tài)發(fā)泡技術(shù)，制備了PPE微發(fā)泡材料。研究這兩種材料的阻燃性能、發(fā)泡性能，以及PPE在發(fā)泡前后的阻燃性能，討論微孔結構、孔隙率等對PPE樹(shù)脂阻燃性能的影響。

????????PPE發(fā)泡材料制備

????????將PPE 340Z(PPE與PS的比例是9∶5)、PPE 540Z(PPE與PS的比例是14∶5)樹(shù)脂顆粒在100℃干燥3 h，采用平板硫化機對PPE進(jìn)行壓片，溫度為250℃，壓力為10 MPa，保壓時(shí)間為6 min，制得試樣。

????????將上述制備的PPE片置于高壓釜中，采用二氧化碳為發(fā)泡劑進(jìn)行飽和，壓力為4 MPa，飽和時(shí)間為12 h。泄壓后快速從高壓釜中取出樣品，并放入不同溫度(120～180℃)的油浴中進(jìn)行發(fā)泡，發(fā)泡時(shí)間為20 s。取出樣品后，根據相關(guān)測試標準制成標準試樣。

????????PPE的發(fā)泡行為

????????PPE 340Z和PPE 540Z微發(fā)泡材料的膨脹倍率均隨發(fā)泡溫度的升溫而逐漸升高，達到最大膨脹倍率后逐漸降低。

????????PPE的阻燃行為

????????PPE 540Z比PPE 340Z樹(shù)脂具有較高的LOI值，經(jīng)過(guò)微發(fā)泡后，對于相似的膨脹倍率的微發(fā)泡材料，PPE 540Z也有相對較高的LOI值。對于兩種PPE微發(fā)泡材料，無(wú)論其膨脹倍率是多少，燃燒過(guò)程中均沒(méi)有產(chǎn)生熔滴現象。

????????PPE的力學(xué)性能

????????無(wú)論發(fā)泡與否，PPE 540Z的力學(xué)性能都優(yōu)于PPE 340Z。隨著(zhù)膨脹倍率的提高，PPE340Z和PPE540Z的拉伸彈性模量和拉伸強度都逐漸降低。PPE 540Z在膨脹倍率為4.5時(shí)，比強度為67.5 MPa/(g/cm3)，甚至優(yōu)于未發(fā)泡材料。

????????經(jīng)過(guò)分析可以看出，以高壓二氧化碳流體為發(fā)泡劑，采用固態(tài)發(fā)泡技術(shù)制備了兩種PPE微發(fā)泡材料。

????????無(wú)論材料發(fā)泡與否，PPE 540Z的阻燃性能都優(yōu)于PPE 340Z，隨著(zhù)膨脹倍率的提高，發(fā)泡材料的阻燃性能也逐漸降低，重要的是，燃燒過(guò)程中都不產(chǎn)生熔滴，這也說(shuō)明了PPE是很好的成炭劑。

????????隨著(zhù)膨脹倍率的提高，PPE微發(fā)泡材料的力學(xué)性能逐漸降低，但PPE 540Z微發(fā)泡材料的比強度在膨脹倍率為4.5時(shí)優(yōu)于未發(fā)泡材料。良好的力學(xué)性能拓寬了材料的應用領(lǐng)域。

????????該文章是國家自然科學(xué)基金項目，廣東省佛山市高明區科技創(chuàng )新專(zhuān)項項目。摘自《工程塑料應用》2018年第11期115-120頁(yè)的中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所的翟文濤博士，李蝶，黃朋科等的內容。doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2018.11.024