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三元乙丙橡胶(EPDM)作为电线电缆主要材料之一,其极限氧指数仅为17.8%,属于易燃材料,且在燃烧时会释放大量热量及烟雾,这极大地限制了EPDM在电线电缆行业中的应用,因此必须对其进行阻燃改性。同时,电线电缆材料除了具有一定的阻燃性能外,还需要具有一定的耐火性能,以保证火灾中电力系统和通讯网络的畅通,从而有利于救援工作的及时和顺利开展,而通过在电线电缆料中添加一定量的陶瓷化组分,促使电线电缆料在火灾情况下形成陶瓷体是提高其耐火性能的主要途径。因此,对EPDM的阻燃性能以及陶瓷化性能的研究具有重要意义。首先,本文以传统膨胀阻燃体系(IFR,APP/PER)和可膨胀石墨(EG)为阻燃剂,制备具有优良阻燃性能的阻燃EPDM复合材料。采用极限氧指数测试、垂直燃烧测试、热重测试、锥形量热测试研究了IFR和EG对EPDM阻燃性能、热稳定性和燃烧行为的影响。结果表明,IFR和EG单独使用时,阻燃效率一般,而当两者复配使用时表现出优异的协同阻燃作用。其中当IFR和EG的比例为3:1,阻燃剂总添加量为40份时,复合材料的极限氧指数达到了30.4%,垂直燃烧测试通过V-0级。锥形量热测试表明,EPDM/IFR/EG复合材料的热释放速率峰值、总热释放量、总产烟量分别降低了69.05%、33.3%、57.8%。另外,通过扫描电镜测试(SEM)、傅里叶红外光谱测试(FTIR)、热重-红外联用测试(TG-FTIR)、X射线光电子能谱测试(XPS)等测试分析了IFR和EG的阻燃机理,结果表明:IFR和EG在气相和固相中均发挥阻燃作用,同时,IFR和EG复配使用时,未出现新的化学键,说明两者在固相中仅存在物理协同作用。其次,本文以玻璃粉(GP)为助熔剂,云母(MP)和蒙脱土(MMT)为成瓷填料,气相法白炭黑为补强剂,制备了可陶瓷化EPDM复合材料,并研究了陶瓷化组分对EPDM复合材料阻燃性能、机械性能、燃烧行为以及陶瓷化性能的影响。结果表明,陶瓷填料提高了EPDM的机械性能和阻燃性能,当白炭黑、GP、MP和MMT分别添加30份、25.7份、34.3份和10份时,复合材料的极限氧指数为22.4%,拉伸强度为12.2 MPa,断裂伸长率为427.5%。陶瓷体三点弯曲强度测试结果表明,GP和MP的比例是影响复合材料的陶瓷化性能的主要原因。其中当GP和MP的比例为5:2,总添加量为60份时,复合材料在1000℃下形成的陶瓷体的三点弯曲强度达到了17.5 MPa。最后,本文同时将膨胀阻燃剂和陶瓷化组分添加到EPDM中,制备了可陶瓷化膨胀阻燃EPDM复合材料,并研究了两种组分共同使用时对EPDM复合材料各方面性能的影响。结果表明,陶瓷化组分的添加对可陶瓷化膨胀阻燃EPDM复合材料的阻燃性能具有一定的负面影响,其极限氧指数有所下降。但是,陶瓷化组分能够提升复合材料的机械性能和燃烧性能。另外,陶瓷体三点弯曲强度测试结果表明,可陶瓷化膨胀阻燃EPDM复合材料形成的陶瓷体三点弯曲强度均较低。