LDH基阻燃抑煙劑的制備及在阻燃聚丙烯中的應(yīng)用.pdf

1、本文以硝酸鋅、硝酸鋁、硝酸鈰等為原料，利用水熱法制備了鋅鋁鈰層狀雙金屬氫氧化物（N-LDH）。以較大層間距為標(biāo)準(zhǔn)，對(duì) N-LDH的制備條件進(jìn)行了探索。通過(guò) XRD、FT-IR、SEM、TG等測(cè)試手段對(duì) N-LDH的晶型、結(jié)構(gòu)組成、形貌及熱性能等進(jìn)行表征。結(jié)果表明，通過(guò)控制反應(yīng)條件，可以制備出晶型單一、晶形較完整的N-LDH，層間距為0.90nm。
　　為了提高 N-LDH片層在高分子基體中的分散狀態(tài)，作者選擇Fc(COOH)2和S

2、DBS為有機(jī)化插層劑，對(duì) N-LDH進(jìn)行插層改性，制備出較大層間距的改性 LDH(F-LDH和S-LDH)，并對(duì)插層條件進(jìn)行了研究。利用XRD、FT-IR、NMR、TG等分析方法對(duì)插層劑及產(chǎn)物結(jié)構(gòu)和形貌進(jìn)行分析表征。XRD測(cè)試結(jié)果表明，SDBS和Fc(COO-)2陰離子成功插入 LDH層間，且層間距分別由0.90nm增加到1.58nm和3.02nm，層間距分別增大了0.68nm和2.12nm，表明 Fc(COO-)2斜排于LDH層間，而

3、 SDBS陰離子垂直排列于LDH層間。TG結(jié)果表明改性后的F-LDH和S-LDH均具有較高的熱穩(wěn)定性，在800℃的殘?zhí)苛考s為50％。SEM測(cè)試結(jié)果顯示 F-LDH的形貌呈片層結(jié)構(gòu)。
　　將 N-LDH、F-LDH及 S-LDH與 IFR(APP/PER，質(zhì)量比為3:1)復(fù)配應(yīng)用于阻燃聚丙烯(PP)中，制備出不同體系的聚丙烯復(fù)合材料，并選用XRD、POM、TG、拉伸、沖擊等測(cè)試方法對(duì)其結(jié)構(gòu)和性能進(jìn)行表征。XRD結(jié)果顯示三種 LDH均

4、以剝離狀態(tài)分散于基體中，并且LDH的加入不會(huì)改變 PP的晶型。TG數(shù)據(jù)表明 PP及 PP復(fù)合材料在氮?dú)夂涂諝庀碌臒峤到膺^(guò)程有較大區(qū)別，在空氣中燃燒時(shí)，IFR/PP、IFR/PP、及 IFR/S-LDH/PP復(fù)合材料的起始分解溫度提高了約30℃。拉伸測(cè)試結(jié)果證明 LDH的加入會(huì)提高材料的力學(xué)性能。
　　通過(guò) LOI、UL-94和CC等測(cè)試方法，對(duì) PP/IFR/LDH復(fù)合材料的燃燒性能進(jìn)行了測(cè)試 LO I和UL-94測(cè)試結(jié)果表明 L

5、D H與 IF R之間存在協(xié)同效應(yīng)，S-LDH的加入可使 PP復(fù)合材料的LOI值達(dá)31.0，UL-94級(jí)別達(dá) V-0級(jí)。CC數(shù)據(jù)顯示復(fù)合材料的最大熱釋放速率降低63.2%，通過(guò)分析其阻燃抑煙性能，詳細(xì)討論了 LDH與 IFR在PP中的協(xié)同阻燃機(jī)理。炭層的數(shù)碼照片表明 IFR形成的多孔蓬松炭層對(duì)PP基質(zhì)的燃燒起到阻隔作用，進(jìn)而達(dá)到阻燃抑煙作用。復(fù)合材料錐形量熱后殘?zhí)康奈⒂^形貌 SEM測(cè)試顯示：IFR/PP的殘?zhí)砍识嗫?、致密結(jié)構(gòu)，而加入 L