阻燃聚氨酯彈性體復(fù)合材料的制備及性能研究

劉新亮，王 濤，劉純林，張 浩，劉秀玉，唐 剛,2,3*

(1. 安徽工業(yè)大學(xué)建筑工程學(xué)院，安徽 馬鞍山 243032；2. 中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)火災(zāi)科學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，合肥 230026；3. 博碩科技(江西)有限公司，江西 吉安 330000)

0 前言

熱塑性聚氨酯彈性體(TPU)具有優(yōu)異的耐磨性、耐臭氧性和耐輻射性,廣泛應(yīng)用于汽車、建筑、工程、鞋材、家裝、線纜等諸多行業(yè)[1-2]。但由于TPU為有機(jī)材質(zhì)，極易燃燒，在燃燒的同時(shí)伴隨嚴(yán)重的熔融滴落和大量有毒氣體的釋放，嚴(yán)重制約了TPU及其制品在相關(guān)領(lǐng)域的使用[3]。因此，對(duì)于TPU的阻燃改性研究成為業(yè)界研究的重點(diǎn)。

目前，對(duì)于TPU的阻燃主要采用鹵系、磷系、膨脹石墨、金屬氫氧化物等阻燃體系[4][5]894[6-7]。其中，磷系阻燃劑由于其阻燃效率高，廣泛應(yīng)用于TPU阻燃。Zhao 等[5]895將微膠囊化聚磷酸銨(MAPP)與磷酸硼(BP)復(fù)配用于TPU阻燃，當(dāng)兩者的添加量分別為15.5 %(質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)和2 %時(shí)，TPU復(fù)合材料達(dá)到UL 94 V-0級(jí),極限氧指數(shù)為29.5 %。Chen等[8]將季戊四醇磷酸酯三聚氰胺鹽(MPP)與鐵 - 石墨烯協(xié)效劑用于TPU阻燃，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)兩者含量分別為14.75 %和0.25 %時(shí)，TPU復(fù)合材料的RHRR值下降了91.4 %。

以AHP為代表的次磷酸鹽由于其卓越的阻燃性能，廣泛應(yīng)用于工程聚酯、聚酰胺以及聚乳酸(PLA)材料中[9]8 476[10][11]12 009。Qu等[9]8 477將AHP與三(1 - 氧代 - 1 - 磷雜 - 2,6 - 7 - 三氧雜雙環(huán)[2.2.2]辛烷 - 4 - 亞甲基)磷酸酯(Trimer)復(fù)配用于聚對(duì)苯二甲酸丁二醇酯(PBT)的阻燃，研究發(fā)現(xiàn)，兩者配比為7∶1，總添加量為25 %時(shí)，PBT復(fù)合材料的極限氧指數(shù)為25.9 %,并達(dá)到UL 94 V-0級(jí)別。Tang等[11]12 012將AHP用于PLA阻燃，當(dāng)其添加量為20 %時(shí)，PLA復(fù)合材料的極限氧指數(shù)為28.5 %并達(dá)到UL 94 V-0級(jí)別。Ge等[12]將微膠囊化次磷酸鋁(MCAHP)用于聚酰胺6的阻燃，研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)MCAHP添加量為20 %時(shí)，聚酰胺6復(fù)合材料的極限氧指數(shù)為27.5 %，并達(dá)到UL 94 V-0級(jí)別。

AHP主要通過(guò)降解生成磷酸類物質(zhì)促進(jìn)基體材料成炭，阻燃機(jī)制相對(duì)單一，阻燃效率有待提高，同時(shí)AHP的價(jià)格較高，阻燃性價(jià)比相對(duì)較低。MCA作為一種新型氮系阻燃劑廣泛應(yīng)用于聚酰胺、環(huán)氧樹(shù)脂、熱塑性聚酯的阻燃[13-15]，其阻燃機(jī)制主要是通過(guò)降解釋放不燃性氣體，稀釋可燃性氣體濃度來(lái)抑制燃燒，其阻燃效率也有待提高。因此，如何將兩者的阻燃機(jī)制進(jìn)行結(jié)合，形成新的阻燃協(xié)效體系，提高阻燃效率，成為業(yè)界積極探尋的科學(xué)問(wèn)題。

基于此，本文嘗試將AHP/MCA用于TPU阻燃，采用熔融共混技術(shù)制備一系列FR-TPU復(fù)合材料，采用熱失重分析、極限氧指數(shù)測(cè)試、UL 94 垂直燃燒測(cè)試、錐形量熱測(cè)試、力學(xué)性能測(cè)試以及掃描電子顯微鏡(SEM)等研究了AHP/MCA協(xié)效體系對(duì)FR-TPU復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、阻燃性能、燃燒性能、力學(xué)性能以及炭渣形貌的影響，以期為制備高性能FR-TPU復(fù)合材料提供一定的思路。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 主要原料

TPU，4190，浙江天天塑膠有限公司；

AHP，工業(yè)級(jí)，武漢漢業(yè)化工有限責(zé)任公司；

MCA，HT-211，工業(yè)級(jí)，濟(jì)南泰星精細(xì)化工有限公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

電熱鼓風(fēng)干燥箱，101-1AB，天津泰斯特儀器有限公司；

密煉機(jī)，HL-200，吉林大學(xué)科教儀器廠；

平板硫化機(jī)，HPC-100，上海西瑪偉力橡塑機(jī)械公司；

沖片機(jī)，CP-258，長(zhǎng)春智能儀器設(shè)備有限公司；

熱失重分析儀(TG)，TGA Q5000，美國(guó)TA公司；

氧指數(shù)測(cè)定儀，HC-2，江寧分析儀器廠；

水平垂直燃燒測(cè)定儀，CFZ-2，江寧分析儀器廠；

錐形量熱計(jì)，Stanton Redcroft，英國(guó)Fire Testing Technology公司；

萬(wàn)能材料試驗(yàn)機(jī)，CMT6104，美國(guó)MTS公司；

SEM，XL30ESEM，荷蘭PHILIPS公司。

1.3 樣品制備

將TPU顆粒、AHP、MCA粉末在80 ℃下烘干6 h至恒重；將TPU顆粒加入到密煉機(jī)中，以100 r/min的轉(zhuǎn)速在180 ℃下密煉5 min至熔化,將阻燃劑按表1的配比加入到熔化后的TPU中，密煉10 min至混合均勻；獲得的塊狀樣品在壓力成型機(jī)上10 MPa下熱壓10 min制成厚度為3.2 mm的板材，備用。

表1 TPU及FR-TPU復(fù)合材料的樣品配方表

1.4 性能測(cè)試與結(jié)構(gòu)表征

TG分析：取5～10 mg樣品在空氣氛圍中以20 ℃/min的速率從室溫升溫至700 ℃，記錄其TG曲線，考察其熱失重情況；將失重5 %時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度定義為初始分解溫度(T-5 %)，失重50 %時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度定義為失重中點(diǎn)溫度(T-50 %)，出現(xiàn)最大失重速率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度定義為Tmax；

極限氧指數(shù)按ASTM-D 2863—2008測(cè)試，樣品尺寸為100 mm×6.5 mm×3.2 mm;

UL 94 垂直燃燒測(cè)試按ASTM-D 3801—2010測(cè)試，樣品尺寸為130 mm×13 mm×3.2 mm;

錐形量熱測(cè)試按ISO 5600進(jìn)行，樣品尺寸為100 mm×100 mm×3.2 mm；

拉伸性能按ASTM D638測(cè)試，拉伸速率為200 mm/min，啞鈴形樣條；

炭渣分析：采用SEM分析復(fù)合材料錐形量熱測(cè)試后炭渣的形貌，工作電壓為10 kV。

2 結(jié)果與討論

2.1 阻燃劑的TG分析

圖1為AHP和MCA的TG曲線，相關(guān)數(shù)據(jù)列于表2。由圖1可知，AHP在334 ℃開(kāi)始分解，并呈現(xiàn)兩步降解歷程，最大熱失重溫度分別為350 ℃和436 ℃，第一階段降解生成焦磷酸鋁[Al2(HPO4)3]，同時(shí)產(chǎn)生PH3，第二階段降解生成焦磷酸鋁[Al4(P2O7)3]和水，最終固相產(chǎn)物為焦磷酸鋁，以上測(cè)試與Yang等[16]研究結(jié)果基本一致，其700 ℃殘?zhí)柯蕿?4.2 %，說(shuō)明其降解有大量不燃性成分，可以在固相發(fā)揮凝聚相阻燃作用。MCA降解呈現(xiàn)一步降解，其初始分解溫度為316 ℃，最大熱失重溫度為378 ℃，其700 ℃殘?zhí)柯蕿?.7 %，這主要是由于MCA分解生成不燃性氣體。其降解過(guò)程可以吸收一部分熱量，降低燃燒區(qū)域的溫度，與此同時(shí)不燃性氣體可以有效降低可燃性氣體的濃度，從而達(dá)到氣相阻燃的目的。

樣品，曲線類型：■—AHP，TG曲線 ●—MCA，TG曲線□—AHP，DTG曲線 ○—MCA，DTG曲線圖1 AHP和MCA的TG和DTG曲線Fig.1 TG and DTG curves of AHP and MCA

2.2 FR-TPU復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性

圖2為TPU和FR-TPU復(fù)合材料的TG曲線，相關(guān)數(shù)據(jù)列于表2。由圖2可知，純TPU在333 ℃開(kāi)始降解，并呈現(xiàn)兩步降解過(guò)程，對(duì)應(yīng)的最大熱分解溫度為381 ℃和426 ℃，其700 ℃殘?zhí)柯蕿?.0 %。當(dāng)加入20 %AHP后，TPU/AHP20的熱分解溫度下降至304 ℃，這主要是由于AHP降解形成的PH3促進(jìn)聚氨酯分子鏈降解形成炭層所致。TPU/AHP20其呈現(xiàn)三步降解過(guò)程，其在477 ℃出現(xiàn)新的降解過(guò)程，這主要是由于形成的膨脹型炭層不夠穩(wěn)定，在高溫下進(jìn)一步發(fā)生降解所致，其在700 ℃殘?zhí)柯蕿?7.1 %。當(dāng)加入20 %MCA后，TPU/MCA20的熱分解溫度為334 ℃，相對(duì)于TPU有一定提高，其降解也呈現(xiàn)明顯的兩步降解過(guò)程，對(duì)應(yīng)的最大熱失重溫度分別為363 ℃和424 ℃，其700 ℃殘?zhí)柯蕿?.3 %。當(dāng)加入13.3 %AHP和6.7 %MCA后，TPU/AHP-MCA20的初始分解溫度為316 ℃，說(shuō)明AHP和MCA復(fù)配可以在一定程度上提高TPU的熱穩(wěn)定性，其也呈現(xiàn)三步降解過(guò)程，700 ℃殘?zhí)柯蕿?1.7 %。AHP的加入可以明顯降低TPU的熱穩(wěn)定性，而MCA與AHP復(fù)配可以明顯改善TPU復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性。

樣品：■—TPU ●—TPU/AHP20 ▲—TPU/MCA20 ▼—TPU/AHP-MCA20(a)TG曲線 (b)DTG曲線圖2 TPU和FR-TPU復(fù)合材料的TG和DTG曲線Fig.2 TG and DTG curves of TPU and FR-TPU composites

表2 AHP、MCA、TPU和FR-TPU復(fù)合材料的TG數(shù)據(jù)

注：Tmax1為第一階段最大失重速率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度；Tmax2為第二階段最大失重速率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度；Tmax3為第三階段最大失重速率時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度。

2.3 FR-TPU復(fù)合材料的阻燃性能

表3是TPU以及FR-TPU復(fù)合材料的極限氧指數(shù)測(cè)試以及UL 94 垂直燃燒測(cè)試結(jié)果。純TPU的極限氧指數(shù)為22.5 %，燃燒過(guò)程中伴隨著明顯的熔融滴落，其UL 94垂直燃燒測(cè)試結(jié)果為無(wú)級(jí)別。當(dāng)加入20 %AHP后，TPU/AHP20的極限氧指數(shù)為30.5 %,且其燃燒過(guò)程中熔融滴落現(xiàn)象完全消失，垂直燃燒測(cè)試結(jié)果為UL 94 V-0級(jí)，說(shuō)明AHP可有效提高TPU/AHP20的阻燃性能。這主要是由于AHP降解形成的磷化氫氧化產(chǎn)生的磷酸可以促進(jìn)聚氨酯基體形成穩(wěn)定炭層，同時(shí)AHP降解形成的Al2(HPO4)3可以提高熔體黏度，有效抑制熔滴現(xiàn)象。TPU/MCA20的極限氧指數(shù)為24.5 %,燃燒過(guò)程中伴隨較為明顯的熔滴現(xiàn)象，UL 94 測(cè)試級(jí)別為V-2級(jí)，說(shuō)明MCA可以在一定程度上提高TPU復(fù)合材料的阻燃性能，但是由于MCA降解產(chǎn)物為氣體，阻燃機(jī)制單一，阻燃效率不高，未能有效解決熔融滴落問(wèn)題。TPU/AHP-MCA20的極限氧指數(shù)為30.5 %,并且其燃燒過(guò)程中熔融滴落完全消失，UL 94 燃燒測(cè)試級(jí)別為V-0級(jí)，說(shuō)明AHP和MCA復(fù)配可有效提高TPU復(fù)合材料的阻燃性能。圖3為TPU以及FR-TPU復(fù)合材料進(jìn)行極限氧指數(shù)測(cè)試后的照片?？梢钥闯?，TPU燃燒后呈現(xiàn)明顯的熔融滴落，TPU/MCA20呈現(xiàn)一定程度的熔滴現(xiàn)象，而加入AHP后，TPU/AHP20的熔滴現(xiàn)象完全消失，但形成的炭層相對(duì)較少；而當(dāng)2種阻燃劑進(jìn)行復(fù)配使用后，熔滴現(xiàn)象明顯消失，同時(shí)形成大量的致密炭層。這主要是由于AHP的凝聚相阻燃機(jī)制，主要通過(guò)催化形成致密炭層，抑制燃燒區(qū)域物質(zhì)及能量輸運(yùn)，使得燃燒中斷；MCA的氣相阻燃機(jī)制通過(guò)降解吸熱降低燃燒區(qū)域溫度，同時(shí)降解形成的不燃性氣體可以降低燃燒區(qū)域中可燃?xì)怏w的濃度；2種阻燃機(jī)制進(jìn)行配合，從而有效提高復(fù)合材料的阻燃性能。

表3 TPU和FR-TPU復(fù)合材料的極限氧指數(shù)及UL 94 垂直燃燒測(cè)試結(jié)果

注：a)t1和t2為第一次和第二次點(diǎn)火后的平均燃燒時(shí)間；b) BC為燃燒至夾具；c)NR為沒(méi)有級(jí)別。

樣品：(a)TPU (b)TPU/AHP20(c)TPU/MCA20 (d)TPU/AHP-MCA20圖3 TPU和FR-TPU復(fù)合材料極限氧指數(shù)測(cè)試后的照片F(xiàn)ig.3 Digital photos of TPU and FR-TPU composites after LOI test

2.4 FR-TPU復(fù)合材料的燃燒特性

樣品：■—TPU ●—TPU/AHP20 ▲—TPU/MCA20 ▼—TPU/AHP-MCA20(a)HRR曲線 (b)THR曲線圖4 TPU和FR-TPU復(fù)合材料的HRR和THR曲線Fig.4 HRR and THR curves of TPU and FR-TPU composites

錐形量熱是一種可以有效檢測(cè)材料在真實(shí)燃燒條件下燃燒行為的檢測(cè)方法[17]。圖4是TPU和FR-TPU復(fù)合材料錐形量熱測(cè)試熱釋放速率(HRR)曲線和THR曲線，相關(guān)數(shù)據(jù)列于表4。由圖可知，純TPU的PHRR為956 kW/m2，THR為62.4 MJ/m2。當(dāng)加入20 %的AHP后，TPU/AHP20的PHRR和THR下降至328 kW/m2和45.8 MJ/m2，相比于TPU下降了65.7 %和26.6 %，說(shuō)明AHP的加入明顯降低了TPU復(fù)合材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性，這主要是由于AHP降解產(chǎn)生的磷化氫進(jìn)一步氧化生成磷酸，可以有效促進(jìn)聚氨酯分子成炭，使得聚氨酯降解生成的可燃性小分子滯留在凝聚相。當(dāng)加入20 %的MCA后，TPU/MCA20的PHRR和THR分別為854 kW/m2和75.3 MJ/m2，這主要是由于MCA主要通過(guò)氣相阻燃機(jī)制，并不能從根本上抑制可燃性氣體的產(chǎn)生，因此對(duì)材料燃燒釋熱影響不大。當(dāng)AHP和MCA復(fù)配用于TPU阻燃后，TPU/AHP-MCA20的HRR下降至436 kW/m2和55.5 MJ/m2，相比于TPU下降了54.4 %和11.1 %。

從表4可以看出，TPU的引燃時(shí)間(TTI)和到達(dá)熱釋放速率峰值時(shí)間(Tp)分別為27 s和120 s。TPU/AHP20的TTI值以及Tp值分別下降至24 s和50 s，說(shuō)明AHP的加入降低了聚氨酯分子鏈的熱穩(wěn)定性，使得逸出可燃性小分子的過(guò)程提前。TPU/MCA20的TTI值和Tp值分別升高到48 s和160 s,這主要是由于MCA降解生成的不燃性小分子有效降低了燃燒區(qū)域可燃性氣體濃度，從而延遲燃燒的發(fā)生，抑制火災(zāi)的發(fā)展。當(dāng)AHP和MCA復(fù)配用于TPU阻燃后，其TTI值和Tp值分別提高到35 s和90 s,說(shuō)明2種阻燃劑復(fù)配可以有效改善AHP單純添加對(duì)材料熱穩(wěn)定性的影響，延遲火災(zāi)的發(fā)生和蔓延。在此基礎(chǔ)上，采用火災(zāi)性能指數(shù)(FPI)和火災(zāi)蔓延指數(shù)(FGI)進(jìn)一步量化AHP和MCA的加入對(duì)TPU復(fù)合材料火災(zāi)引發(fā)和發(fā)展特性的影響。FPI為TTI與PHRR的比值，F(xiàn)PI越大，說(shuō)明材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性越小。由表4可知，TPU、TPU/AHP20、TPU/MCA20、TPU/AHP-MCA20的FPI值分別為0.03、0.07、0.06、0.08，說(shuō)明AHP和MCA單獨(dú)添加可有效降低TPU復(fù)合材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性，而AHP和MCA復(fù)配則使得復(fù)合材料火災(zāi)危險(xiǎn)性進(jìn)一步降低。FGI為PHRR和Tp的比值，F(xiàn)GI越大，說(shuō)明到達(dá)一個(gè)較高的PHRR所需要的時(shí)間越短,則火災(zāi)危險(xiǎn)性越大。由表4可見(jiàn)，TPU、TPU/AHP20、TPU/MCA20、TPU/AHP-MCA20的FGI值分別為7.99、6.56、5.33、4.84，也進(jìn)一步驗(yàn)證了AHP以及MCA的加入可以延遲火災(zāi)的發(fā)展，降低TPU復(fù)合材料的火災(zāi)危險(xiǎn)性。

表4 TPU和FR-TPU 復(fù)合材料的錐形量熱測(cè)試參數(shù)

2.5 FR-TPU復(fù)合材料的力學(xué)性能

□—拉伸強(qiáng)度 ■—斷裂伸長(zhǎng)率圖5 TPU和FR-TPU復(fù)合材料的力學(xué)性能Fig.5 Mechanical properties of TPU and FR-TPU composites

圖5為TPU和FR-TPU復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率。純TPU的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為30.71 MPa和657.8 %。當(dāng)加入20 %AHP后,TPU/AHP20的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為21.17 MPa和527.6 %,相比于TPU分別下降了31.1 %和19.8 %，說(shuō)明AHP的加入明顯降低了TPU/AHP20復(fù)合材料的力學(xué)性能，這主要是由于無(wú)機(jī)AHP顆粒與TPU基體相容性有限所致。當(dāng)加入20 %MCA后，TPU/MCA20的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為30.46 MPa和620.7 %，相比于TPU分別下降了0.8 %和5.6 %，說(shuō)明MCA對(duì)于TPU復(fù)合材料力學(xué)性能的影響有限。當(dāng)AHP與MCA復(fù)配用于TPU阻燃，TPU/AHP-MCA20的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別為25.45 MPa和588.3 %，相比于TPU/AHP20有明顯改善。以上數(shù)據(jù)說(shuō)明，MCA的加入可明顯改善體系中AHP導(dǎo)致的復(fù)合材料力學(xué)性能惡化。

2.6 FR-TPU復(fù)合材料的炭渣分析

圖6為TPU和FR-TPU復(fù)合材料錐形量熱測(cè)試后炭渣的SEM照片。圖6(a)和6(b)分別為純樣TPU的外部和內(nèi)部炭層，TPU外部炭層比較致密，內(nèi)部炭層呈現(xiàn)有規(guī)律的龜裂。圖6(c)和6(d)分別為TPU/AHP20的外部和內(nèi)部炭層，其外部炭層呈現(xiàn)致密結(jié)構(gòu)，但是有比較明顯的孔洞結(jié)構(gòu)，這是由于AHP降解過(guò)程中形成的磷化氫氣體所致；其內(nèi)部炭層與外部炭層迥異，有大量顆粒狀物質(zhì)堆積形成致密結(jié)構(gòu)，同時(shí)存在一定的孔洞結(jié)構(gòu)，這可能是磷化氫氧化生成的磷酸促進(jìn)TPU分子鏈成炭，與無(wú)機(jī)磷酸鹽一起形成富磷炭層。圖6(e)和6(f)為TPU/MCA20的外部和內(nèi)部炭渣，其外部炭渣表現(xiàn)為明顯的龜裂結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部炭渣則表現(xiàn)為多泡孔結(jié)構(gòu)，泡孔直徑約為10～100 μm，這是由于MCA分解過(guò)程中形成的不燃性氣體所致。圖6(g)和6(h)為TPU/AHP-MCA20的外部和內(nèi)部炭層，其外部炭層比TPU/AHP20的更加致密且無(wú)明顯孔洞結(jié)構(gòu)，而內(nèi)部炭層結(jié)構(gòu)也更加致密，說(shuō)明MCA的加入使得TPU/AHP-MCA20的炭層更加致密，有效的抑制燃燒區(qū)和外界之間的物質(zhì)及能量輸運(yùn)，從而使得阻燃效率大大提高。

樣品，內(nèi)外層：(a)TPU，外層 (b)TPU，內(nèi)層 (c)TPU/AHP20，外層 (d)TPU/AHP20，內(nèi)層(e)TPU/MCA20，外層 (f)TPU/MCA20，內(nèi)層 (g)TPU/AHP-MCA20，外層 (h)TPU/AHP-MCA20，內(nèi)層圖6 TPU和FR-TPU復(fù)合材料錐形量熱測(cè)試后內(nèi)外層炭渣的SEM照片F(xiàn)ig.6 SEM of char residue of TPU and FR-TPU composites after cone calorimeter test

3 結(jié)論

(1)AHP明顯降低了TPU的熱穩(wěn)定性，但明顯提高了TPU的成炭性；MCA使得TPU的熱穩(wěn)定性明顯提高，但對(duì)其成炭率影響較??；AHP與MCA復(fù)配可以明顯提高TPU復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和成炭率；

(2)20 %AHP的加入使得TPU/AHP20的極限氧指數(shù)達(dá)到30.5 %并達(dá)到UL 94 V-0級(jí)；20 %MCA的加入使得TPU/MCA20的極限氧指數(shù)達(dá)到24.5 %，UL 94 測(cè)試達(dá)到V-2級(jí);當(dāng)AHP與MCA復(fù)配使用后，TPU/AHP-MCA20的極限氧指數(shù)為30.5 %并達(dá)到UL 94 V-0級(jí)；

(3)20 %AHP的加入使得TPU/AHP20的熱釋放速率峰值和總熱釋放量分別下降65.7 %和26.6 %，20 %MCA的加入對(duì)于TPU/MCA20熱釋放速率峰值和總熱釋放量的影響較小，但會(huì)使其TTI值和Tp值明顯提高，AHP與MCA復(fù)配可有效綜合2種阻燃劑的優(yōu)點(diǎn)，明顯降低TPU/AHP-MCA20的火災(zāi)危險(xiǎn)性；

(4)20 %AHP的加入使得TPU/AHP20的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率下降31.1 %和19.8 %；20 %MCA對(duì)TPU/MCA20的力學(xué)性能影響很??；MCA與AHP復(fù)配使得TPU/AHP20的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率分別達(dá)到25.45 MPa和588.3 %，MCA的加入明顯改善了復(fù)合材料的力學(xué)性能。