聚合物材料的開發與應用對電子產業有著極其重大的貢獻。聚合物樹脂有著優良的電絕緣性質、低成本和容易成型和加工等優點。而三元乙丙橡膠（EPDM）一種性能十分優良的聚合物材料。EDPM是一種品質優良的橡膠，以其優良的耐熱性、耐腐蝕性、電性能和低溫韌性而聞名。然而，對幾乎所有的聚合物包括EPDM來說，有一個致命的缺點就是它們的易燃性，這大大的限制了它們的使用范圍。因為在這些的材料的使用過程中會有可能會引起火災。比如說，EDPM在電子行業中應用為橡膠導管，當導管過熱時將導致不完整連接從而產生火災。因此，EDPM當應用于電子行業及其他行業時，都必須有良好的阻燃性能。遺憾的是，目前只有少量的出版物有有關的報道。本文將采用膨脹阻燃技術和納米技術來阻燃EPDM，所使用的膨脹阻燃劑為理想配比的季戊四醇（PEP），氰乙酸甲酯（MCA）和聚磷酸銨（APP），再在該EPDM膨脹阻燃體系中引入有機改性的MgAl-層狀雙氫氧化物（LDH）作為納米添加劑和協效阻燃劑。
制備阻燃EPDM/LDH納米復合材料
橡膠混合物通過輥筒速比為1:1.2的雙棍筒開煉機(Polymix 110Lsize: 203 X 102 mmServitech GmbHWustermarkGermany)來制備，在40°C混煉20min。以EPDM為100份計，試驗配方如表1所示。首先，在膠料中加入必要量的LDHs和阻燃劑。再加入過氧化二異丙基（DCP）作為交聯劑。混合好上述體系后，開始研究固化過程以獲得最佳固化時間。該橡膠混合物在160°C熱壓固化到工藝硫化時間（t90），再冷卻到室溫，在室溫下保持24小時。
阻燃EPDM/LDH納米復合材料的性能研究
Figure 1給出了用WAXS研究EDPM/LDH的結構，從圖中可以明顯看出納米材料的插層結構。對比幾條曲線，O-LDH在（003）處有晶面峰，而EPDM/LDH則沒有該峰，有此可以推斷，LDHs良好的分散在EPDM膠料中。然而，只憑WAXS的結果并不能得到定論。因此，下面還通過TEM來觀察LDH在體系中的分散性。EPDM/LDH的電鏡照片如Figure 2所示。它直接給出了LDH在納米復合材料中的分散形貌，其中LDHs很好的分散在EPDM中，且大部分的LDH呈有序排列。有此可以證實LDH結晶層分散在EPDM中時發生了剝離。同時，在WAXS結果中也得到證實，即阻燃EPDM/LDH樣品的譜圖中，在2θ = 2.92o處明顯的沒有出峰。阻燃EPDM/LDH納米復合材料的阻燃性能研究微型量熱儀（MCC）是微量測量樣品（樣品量為毫克）燃燒性能的一種有效的方法，它與錐形量熱儀原理一樣，都是根據在燃燒過程中的耗氧原理來進行測試。對所有樣品進行測試所得的結果如Figure 3所示。從圖中可以看出，EPDM-FR40和EPDM-FR38-LDH2納米復合材料
阻燃三元乙丙橡膠/層狀雙氫氧化物納米復合材料
的熱釋放速率峰值（pHRR）都大大低于EPDM。其中EPDM的pHRR為1084W/g，而EPDM-LDH40、EPDM-FR40、EPDM-FR38-LDH2的pHRR分別是 738 W/g、733 W/g、694W/g.這可以表明，阻燃劑和納米粒子的加入大大提高了材料的阻燃性能。Figure 4是對阻燃EPDM/LDH納米復合材料的MCC測試后的殘炭做的SEM結果。對于純的EPDM來說，它是完全燃燒殘炭為0。在MCC測試中，EPDM的燃燒分為兩個過程，EPDM先發生分解，再燃燒（通常這兩個過程都是獨立的）。即使如此，殘炭的質量還是會影響分解過程中產生的氣體的揮發。如圖4可以看到，該殘炭表面有許多閉孔碳泡即典型的膨脹形碳。Figure 4中還可以看出，殘炭的表面是連續、致密和不光滑的。在碳層中，除了含C的基料產生的碳層外，還有其他物質在表面產生了一些不光滑的碳層，從而形成一個混合碳層。混合殘炭的不光滑的表面可以對碳層起到增強作用從而降低了氣化物的揮發。
