新型無鹵可膨脹石墨的制備及其阻燃材料的開發(fā).pdf

1、可膨脹石墨(Expandable Graphite，簡稱EG)不但保持了石墨優(yōu)異的理化性質(zhì)，而且由于插入物質(zhì)與石墨碳層的相互作用而呈現(xiàn)出獨(dú)特的物理與化學(xué)特性而倍受關(guān)注。作為典型物理膨脹型阻燃劑，其研究和應(yīng)用是最近阻燃領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本論文系統(tǒng)研究了EG的制備方法及其工藝過程，采用分步插層法成功的將硝酸鹽和含磷化合物插入石墨層間，通過測試其膨脹體積、增重和熱失重等著重研究了這兩類插層物插層EG的性能，并采用 X 射線衍射儀(XRD)、掃描電子

2、顯微鏡(SEM)、表面能譜分析(EDS)等方法系統(tǒng)研究了EG的結(jié)構(gòu)。通過將制得的EG與傳統(tǒng)阻燃劑復(fù)配，得到了高阻燃性能的協(xié)同阻燃劑，并在此基礎(chǔ)上獲得了具有優(yōu)良綜合性能的無鹵膨脹阻燃材料。 本論文的研究表明：(1)與直接插層法相比，分步插層法更有利于插層物質(zhì)進(jìn)入石墨層間，進(jìn)而得到性能穩(wěn)定、高膨脹倍率、高增重的EG。同時(shí)分步插層法反應(yīng)較為溫和，大大降低了制備過程的危險(xiǎn)性和刺激性氣體的產(chǎn)生；(2)膨脹體積與插入石墨層間的插層劑質(zhì)量和膨

3、脹過程的熱失重之間均存在線性關(guān)系，制備工藝條件也對 EG 的性能有很重要的影響，主要因素為：插層劑種類、氧化劑用量、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等；(3)成功制備了高膨脹體積硝酸鹽-硫酸共插層 EG，其中硝酸鐵-硫酸共插層EG的膨脹體積為450mL/g、硝酸鈉-硫酸共插層 EG 為420mL/g；(4)成功制備了含磷化合物-硫酸共插層 EG，其中磷酸-硫酸共插層 EG 膨脹體積為 230mL/g，磷酸銨-硫酸共插層 EG 為280mL/g，聚磷酸

4、銨(APP)-硫酸共插層 EG 為240mL/g，EG 抗氧化性能明顯提高；(5)不同插層劑制備的：EG具有不同的阻燃性能，在添加量為25％時(shí)，分步插層法制備硝酸鐵-硫酸、磷酸-硫酸、聚磷酸銨-硫酸、APP-硫酸共插層 EG 阻燃 EVA 的氧指數(shù)分別為21.2％、26.5％、27.8％、29.2％，可見含磷化合物．硫酸共插層EG具有較好的阻燃性能；(6)所制備的EG具有優(yōu)于傳統(tǒng)阻燃劑的阻燃性能。并與ATH、IFR具有顯著的協(xié)同阻燃作用