協(xié)效成炭劑在PE-HD膨脹阻燃體系中的協(xié)同作用研究.pdf

1、聚乙烯(PE)作為最重要的通用塑料之一，以其優(yōu)良的性能而廣泛應(yīng)用于管道、容器、電線電纜等領(lǐng)域。但聚乙烯氧指數(shù)很低，僅為1 7～18％，屬易燃產(chǎn)品，這極大地限制了其應(yīng)用范圍。
　　 目前PE的阻燃仍以鹵系阻燃劑和無(wú)機(jī)金屬氫氧化物為主，但鹵系阻燃劑燃燒過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量有毒的腐蝕性氣體，無(wú)機(jī)金屬氫氧化物也由于添加量過(guò)大而嚴(yán)重影響材料的物理機(jī)械性能，相對(duì)于傳統(tǒng)的阻燃方式，聚乙烯成炭阻燃新技術(shù)具有阻燃效率高、成炭效果明顯、抗熔滴性強(qiáng)、添加

2、量小以及對(duì)環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，逐漸成為人們研究的熱點(diǎn)。為此，本文針對(duì)聚乙烯易燃、成炭率低和熔滴行為嚴(yán)重等缺點(diǎn)，從成炭阻燃新技術(shù)入手，研究了蛭石層狀硅酸鹽、分子篩以及金屬化合物等三類協(xié)效成炭劑在PE-HD膨脹阻燃體系中的成炭阻燃效果及其作用機(jī)理。
　　 首先，對(duì)蛭石層狀硅酸鹽在高密度聚乙烯基體中的成炭阻燃性能進(jìn)行了研究。通過(guò)結(jié)構(gòu)修飾法制備了有機(jī)改性蛭石，利用XRD、FTIR及激光粒度儀等測(cè)試手段對(duì)改性效果進(jìn)行了分析表征；在此基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)

3、化了有機(jī)蛭石的制備工藝，進(jìn)而有利于工業(yè)推廣應(yīng)用。用熔融插層法制備了PE-HD/蛭石納米復(fù)合材料，XRD、LOI及SEM測(cè)試表明，OVMT含量較少時(shí)，蛭石片層被剝離達(dá)8.83nm以上，復(fù)合材料的阻燃性能和抗熔滴性能顯著提高，但隨著OVMT添加量的增大，復(fù)合材料逐漸失去了納米效應(yīng)，其LOI值增幅變得緩慢，表明蛭石作為單一協(xié)效成炭阻燃劑不能完全滿足PE-HD阻燃要求。為此，本文以蛭石礦物/IFR為復(fù)合阻燃劑，采用氧指數(shù)、垂直燃燒測(cè)試方法研究了

4、不同成炭劑對(duì)復(fù)合材料阻燃性能的影響，DSC-TG對(duì)復(fù)合材料熱穩(wěn)定性能和燃燒熱分解行為進(jìn)行了分析討論，SEM對(duì)各體系燃燒后的炭層微觀形貌進(jìn)行了觀察，并探討了復(fù)合阻燃劑在PE-HD中的阻燃機(jī)理。
　　 其次，分別研究了不同分子篩及金屬化合物與膨脹阻燃體系的協(xié)同阻燃作用。復(fù)合材料的DSC-TG、LOI、SEM等測(cè)試表明：適量的分子篩能催化加速IFR體系交聯(lián)、成炭，對(duì)復(fù)合材料阻燃性能的提高起到很好地協(xié)同作用，并能改善材料的成炭性、形狀保