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超高分子量聚乙烯(UHMWPE)是一种综合性能优异的热塑性工程塑料,该材料具有极高的耐磨性和耐冲击性,优良的耐应力开裂性和腐蚀性,尤其在煤矿中的应用十分广泛,是一种极为有推广价值的新材料。但是欲将UHMWPE材料在井下使用,必须首先解决该材料的阻燃、抗静电问题。塑料的阻燃改性一直是近年来人们研究的热点。由于环保呼声日益增高,故其主要趋势是向无卤阻燃方向发展。膨胀型阻燃剂IFR(Intumescent Flame Ratardant)它具有:1.高阻燃性,无熔滴滴落行为,对长时间或重复暴露在火焰中有极好的抵抗性;2.无卤,无氧化锑;3.低烟、无毒、无腐蚀性气体产生等优点。因此IFR基本上克服了传统阻燃技术中存在的缺点,被誉为阻燃技术的一次革命。本文作者通过向UHMWPE中添加由碳源为聚磷酸铵,酸源为季戊四醇,发泡源为三聚氰胺组成的膨胀型阻燃剂,经过合理的物料处理工艺和加工工艺,可得到阻燃剂分散性较好,阻燃效果也好的模压UHMWPE配方,其氧指数为28-40。通过运用SPSS10.0软件,对实验数据进行统计分析,建立数学模型,得到UHMWPE阻燃性能与膨胀型阻燃剂各成分添加量的多元回归方程式,并通过MATLAB6.0软件对模型进行优化处理从而得到最优配方。通过热分析TGA讨论了膨胀型阻燃剂阻燃UHMWPE的阻燃机理:UHMWPE-IFR体系的阻燃作用来源于膨胀碳层的形成,膨胀碳层的形成使聚合物隔热、隔氧,并阻止聚合物分解出的可燃气体逸入燃烧气相。因此,其阻燃作用<WP=6>主要属于凝聚相机理;APP、MN等分解时产生的NH3、H2O等不燃性气体,这些气体在能被捕集之前逸出到材料表面的气相,稀释了可燃气体的浓度;膨胀碳层的形成,起到阻止热传递的壁障作用,把聚合物基质与燃烧区隔开。采用导电填料碳黑填充改善UHMWPE的抗静电性,发现一种经过特殊处理的碳黑在填充量较小时(3%)即可达到煤炭部应用要求,并通过煤炭部MT113-95标准。本文创新之处:(1)第一次将膨胀型阻燃剂成功阻燃UHMWPE;(2)在此基础上进一步研制阻燃、抗静电UHMWPE复合材料并通过煤炭部MT113-95标准;(3)第一次将SPSS及MATLAB软件运用到阻燃配方的优化设计中;(4)通过热分析技术对膨胀型阻燃UHMWPE的阻燃机理进行初探。