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文檔簡介
1、聚丙烯(PP)具有優(yōu)良的性能,如透明度好,耐化學品,易加工等,廣泛用于生產(chǎn)電器,電訊,照明設備等,另外在建筑,汽車等領域也得到應用。由于其化學組成和分子結(jié)構的原因,PP的熱穩(wěn)定性較差,極易燃燒,且燃燒時伴隨著滴落現(xiàn)象,嚴重的限制了其應用領域。本文結(jié)合國內(nèi)外阻燃材料研究現(xiàn)狀,認為具有過渡金屬元素的層狀化合物和新型無鹵阻燃劑協(xié)效阻燃是高效清潔阻燃技術的發(fā)展趨勢?;诖耍捎霉渤恋矸ㄖ苽滏嚕ㄢ挘╀X[Ni(Co)Al]雙氫氧化物(LDH),并用
2、十二烷基硫酸鈉(SDS)對其進行有機改性;將納米片層的阻隔作用和Ni、Co等物質(zhì)在聚合物降解中的成炭抑煙作用結(jié)合起來,制備PP阻燃納米復合材料,系統(tǒng)的研究了PP/NiAl-LDH和PP/IFR/NiAl-LDH以及PP/MH+P/CoAl-LDH阻燃復合體系的結(jié)構、熱性能和燃燒性能,探討了其阻燃機理。
主要研究工作如下:
(1)采用共沉淀法合成鎳鋁和鈷鋁兩種層狀雙氫氧化物,隨后引入十二烷基硫酸鈉對其進行改性處理,得到
3、有機改性LDHs(NiAl-DS-LDH和CoAl-DS-LDH),研究這些LDHs的結(jié)構、形貌和性能,并用于制備PP/LDHs納米阻燃復合材料,研究復合材料的熱穩(wěn)定性和燃燒性能。熱重分析(TGA)結(jié)果顯示添加NiAl LDH的材料,熱穩(wěn)定性提高。燃燒性能表明PP/LDHs納米阻燃復合材料的熱釋放速率(HRR)峰值明顯降低。
(2)采用熔融共混法制備了PP/IFR和PP/IFR/NiAl LDH納米復合材料,并用氧指數(shù)儀、垂直
4、燃燒儀、錐形量熱儀等研究聚合物復合材料的燃燒性能,結(jié)果表明,NiAl-LDH能促進聚合物催化分解成炭,顯著提高高聚物基體的氧指數(shù)值(LOI)和阻燃級別,降低煙密度和HRR峰值;在保持材料良好阻燃級別的條件下,增加NiAl-LDH在阻燃體系中的含量,可以顯著降低IFR的用量;與PP/IFR體系相比,NiAl-LDH的添加可以提高材料的熱穩(wěn)定性和分解殘留量,這與燃燒性能測試相吻合。
(3)比較PP/MH+P和PP/MH+P/CoA
5、l LDH納米復合材料的燃燒性能,結(jié)果表明用適量的LDH代替氫氧化鎂和紅磷,起到良好的阻燃效果,說明CoAl LDH在PP/MH+P阻燃體系中具有良好的協(xié)效作用,提高材料的熱穩(wěn)定性,另外也減少PP在燃燒過程中熔融滴落現(xiàn)象。阻燃機理研究表明,鈷鋁層狀雙氫氧化物片層具有優(yōu)異的分散性和阻隔作用,過渡金屬Co2+的催化成炭作用,提高復合材料的氧指數(shù)和阻燃級別,降低熱釋放速率峰值、總熱釋放量,其火災發(fā)展指數(shù)顯著降低,火災性能指數(shù)則增加,降低了材料
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