随着现代社会的迅速发展,燃油的使用越来越广泛。其中柴油、汽油以及液化石油等的使用以及储存的安全问题是目前急需解决的。在战场作战时,为了避免飞机、坦克、舰船等武器作战装备和运输装备的油箱被炮弹击中后引发“燃料的二次爆炸”,造成人员的重大伤亡,因此必须要降低油料的安全隐患。而在武器装备油箱及油罐车中填充阻隔防爆材料,可有效防止其在遭受到明火、爆炸冲击波冲击等突发事故时发生的燃烧、爆炸。燃油这种易燃易爆危险品的储存和运输安全问题一直是人们关注的焦点,燃油在运输过程中,由于晃动会产生静电积累,在遇到明火或撞击等外部因素后,很容易引发油罐车的爆炸等安全事故。本文设计了一种新型阻燃抑爆材料-球形非金属阻燃抑爆材料,针对不同的燃油体系,选择三种极性不同的聚合物基体——线性低密度聚乙烯(LLDPE)、尼龙6(PA6)和聚酮(POK)基材进行阻燃性能、熔融流动性和抗静电性能等的改性实验,讨论了这几个因素对阻燃抑爆材料防爆性能的影响,为新型阻燃抑爆材料的工业化生产提供了数据支撑。阻燃抑爆材料是解决当前燃油储存及运输安全问题的关键,要想开发抑爆材料,首先要对其进行阻燃研究。本文的研究内容主要有以下三个部分:1、选用非极性的为基材,聚磷酸铵(APP)/季戊四醇(PER)为膨胀阻燃体系,阻燃协效剂采用高岭土(Kaol)制备的4A分子筛,并负载Zn2+得到的4A-Zn2+。分子筛的结构通过X射线衍射(XRD)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)表征,LLDPE/IFR/4A-Zn2+复合材料的阻燃性能通过极限氧指数(LOI)、垂直燃烧试验(UL-94)和锥形量热仪(CCT)评价,热稳定性通过热重分析(TGA)和梯度升温FTIR评价。结果表明LLDPE/IFR/4A-Zn复合体系的LOI值提高到28.5%,并可以通过UL-94 V-0级,热释放速率(HRR)比纯LLDPE明显降低,PHRR下降的幅度高达53.3%;TGA结果显示LLDPE复合材料的热稳定性提高,最终残炭量增加到8.7%。通过扫描电镜(SEM)测试对残炭的形貌和结构的分析表明,4A-Zn有利于增强LLDPE复合材料的炭层质量和强度。另一种协效阻燃剂硫代乙酰胺(TAA)插层高岭土(K-T)在LLDPE/IFR体系中同样表现出优异的阻燃效果,LOI达到27.5%,垂直燃烧通过UL 94 V-0等级。2、选择有一定极性的聚酰胺6(PA6)为基体树脂,三聚氰胺氰脲酸盐(MCA)/导电石墨(CG)为阻燃剂,制备的酸化高岭土(A-K)为协效阻燃剂。结果表明,在PA6/MCA/CG复合体系中加入1wt%A-K后,LOI提高到26.4%,垂直燃烧达到UL 94的V-0级,熔融滴落现象也得到了抑制,600℃时的残炭量增加到9.8%;而且加入A-K后,PA6复合材料体系的熔融指数增大,熔融流动性有很明显的改善,燃烧后的炭层结构变得平滑且致密。3、选择耐溶剂性优异,加工流动性好的POK为基体树脂,有机磷AHP和OP930为阻燃剂,与聚酮树脂混合挤出制备成阻燃POK复合材料体系。通过对POK复合体系的LOI、UL 94、TG、熔融指数和拉伸、冲击性能的测试,研究了阻燃性能和力学性能等。当阻燃剂的加入量为10%时,POK体系的LOI最高提升到29.3%,达到UL 94 V-0等级。热稳定性能提升,初始分解温度提前,促进阻燃剂与基体燃烧时成炭,残炭量有了很大的增加,在800℃时能够达到43.4%。熔融指数随着阻燃剂的加入下降,熔融流动速率降低。力学性能方面也有了略微的下降,但是不影响材料的加工与应用。