（3） 阻止链反应的作用 高分子材料燃烧反应的机理之一是自由基之间的链传递反应。硼酸锌添加到卤素高分

子材料中后燃烧产生的 BX3 进入气相与水蒸气相遇生成 HX , 在火焰中有卤素原子游离 基生成,  能阻止自由基间的链反应,  起到阻燃作用。[12]

1.2.2 膨胀型阻燃系统(IFR)的阻燃机理

IFR 的阻燃机理可分为凝聚相阻燃、气相阻燃两种，凝聚相阻燃主要是通过 IFR 在 受热情况下，在未燃烧的材料表面形成膨胀后的厚厚的炭层，其具有良好的阻燃性能，可 以在早期就使得燃烧终止。气相阻燃机理是降低燃烧过程中的链式氧化反应速率。

1.3 改善聚甲醛机械性能的研究

加入无机阻燃剂硼酸锌后,复合型 POM 的性能明显下降,因此须在阻燃体系中加入偶 联剂、抗氧剂等来提高机械性能。

1.3.1  硅烷偶联剂

硅烷偶联剂是一种有机硅化合物，其分子中同时含有两种不同化学性质基团并且用途 十分广泛，例如：作为表面处理剂。在硅烷偶联剂中这两种性能互异的基团中，Y 基团最 重要、它对产品性能影响很大，对偶联剂的性能起到决定性作用。

1.3.2  抗氧剂 1010

抗氧剂 1010 为白色结晶粉末，化学性状稳定，挥发性小，耐抽出性好、热稳定性高、 持效性长，不着色，不污染、无毒。能有效地防止聚合物材料在长期老化过程中的热氧化 降解，同时也是一种高效的加工稳定剂，能改善聚合物材料在高温加工条件下的耐变色性。 可广泛应用于通用塑料，工程塑料，合成橡胶，纤维，热熔胶，树脂，油品，墨水，涂料 等行业中。

张丽娟等[13]选用抗氧剂 1010 作为大分子自由基的捕捉剂，偏光显微镜（PLM）和差论文风

示扫描量热仪（DSC）分析结果表明：少量抗氧剂 1010 和 COPA 对 POM 起到了结晶成 核作用，当抗氧剂和 COPA 含量均为 0.5%时，POM 耐紫外老化性能较佳。此时，力学 性能优异。热重分析结果表明：加入抗氧剂后，POM 分解温度有所提高。流变行为研究 表明：POM 共混体系呈现典型的非牛顿流体行为，当抗氧剂含量小于 0.5%时，共混体系 复数黏度均高于纯 POM；紫外老化后性能亦如此。

1.4 本课题的研究内容及意义

1.4.1  主要研究内容

利用复配试验法对筛选出的阻燃剂进行复配，对聚甲醛复合材料进行性能测试，利用 开炼机、挤出造粒机、注塑机等仪器混合成型，制成标准测试样条，然后利用氧指数测试 仪测量样品的氧指数；采用 TGA、DSC 对样品的热分解稳定性及相变热稳定性进行研究；

研究不同种类及不同含量抗氧剂和增韧剂对聚甲醛复合材料性能的影响，进行性能测 试及表征，主要包括：氧指数（LOI）测试、燃烧等级测试、差热分析（DSC）、热失重 分析（TG）、红外 FTIR 分析及力学性能分析。

1.4.2  研究的主要意义

聚甲醛是五大工程塑料之一，但 POM 分子中氧含量高达 53%，极限氧指数（LOI） 仅为 15%，极易燃烧，因此很大程度地限制了 POM 的应用，故此提高 POM 的防火阻燃 性能具有了重要意义。

2  实验内容

2.1  实验材料

实验所需的材料具体信息见表 2.1。

表 2.1 实验原料

硅烷偶联剂

C9H20O5Si（KH-560）

国药集团化学试剂有限公司

抗氧剂 1010 C73H108O12

2.2  实验仪器

实验中使用的仪器、设备型号及生产厂家见表 2.2。

表 2.2 主要仪器设备