(a)1# (b)2#
(c)3# (d)4#
图5 试样燃烧后的残炭形貌
Fig.5 Carbon residue morphology of the samples after burning
从表5 还可以看出，高填充量的3#和4#试样FPI值分别比低填充量的1#和2#大，可见较高填充量的无机阻燃剂可通过吸热反应有效降低聚合物主链的降解速率，减缓材料燃烧时的剧烈程度，降低火灾引发的危险性。
图5 分别为4 种试样燃烧后的炭层结构形貌。
从图5 可以看出，2# 试样燃烧后的残余物显示出光滑的黑色表面和紧凑的外观，且无明显裂纹和分层现象，较好地保持了原貌，说明生成的氧化物固熔体在复合材料表面形成连续的屏障，使炭层结构更加致密[20]。由SEM 结果可知2# 试样中阻燃剂在基体中分布良好，填料与基体界面结合紧密，有利于炭层结构的稳定。4#试样的炭层结构较差，出现尺寸较大的孔洞和裂纹，与SEM 中观察到的阻燃剂在4#基体中的分散情况一致。
根据GB/T 12528—2008[21]的规定，轨道交通车辆用聚烯烃电缆料的拉伸强度应不低于9.0 MPa， 断裂伸长率应不小于125%，由表2 可知1#～4#试样的力学性能均符合要求。从热稳定性、阻燃性能和动态燃烧特性综合考虑，2#复合材料表现出优异的综合性能，可更好地满足实际应用的需求。
结论
（1） 随着阻燃剂填充量的增加，试样的拉伸强度和断裂伸长率降低，弹性模量提高，氧指数提高；而在相近填充量下，填充ATH/MDH 复配阻燃体系试样的拉伸强度和断裂伸长率较低，MDH 对氧指数的影响不大。
（2） 与单一ATH 阻燃体系相比，ATH/MDH 复配体系使材料在更宽范围内吸热分解，生成的金属氧化物固熔体可与基体树脂形成多层次的结构层，能有效延缓聚烯烃的热降解和提高复合材料的热稳定性。
（3） ATH/MDH 复配具有良好的协效阻燃作用，使复合材料的pHRR 和pSPR 降低、FPI 提高。炭层结构的质量与阻燃剂在基体中的分散状态有关，当ATH 和MDH 的质量比为126∶12 时，试样中阻燃剂与基体界面结合较好，炭层结构更连续致密，呈现出光滑紧凑的残余物外观。
原文转自《绝缘材料》2020年53期，作者金楷皓。
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