粉煤灰的改性及其對聚丙烯阻燃和力學性能的影響.pdf

1、粉煤灰(FA)是一種燃煤的廢棄物，其排放量隨著能源消耗的逐年增長而增加。我國目前有一部分FA用于建筑，農業(yè)和工業(yè)等的生產，絕大多數FA還處于露天堆置的狀態(tài)。這不僅占據了大量的土地，也對湖泊以及環(huán)境造成了極大的污染。因此亟需合理開發(fā)利用FA。分子篩以其優(yōu)異的吸附性普遍應用于工業(yè)界。以FA為原料合成分子篩不僅是FA高附加值利用的一條主要途徑，也達到了廢物再利用和環(huán)保的目的，具有明顯的環(huán)保、經濟和社會效益。
　　聚丙烯(PP)是廣泛使用

2、的通用塑料，但由于分子結構造成的易燃性又使其在許多領域的應用受到限制。膨脹型阻燃劑(IFR)在PP中表現出一定阻燃效果，研究發(fā)現某種特殊結構硅酸鹽可以協(xié)效提升阻燃性。本研究前期以FA為協(xié)效劑，后期以FA合成的4A/4A-Zn分子篩為協(xié)效劑通過與IFR復配，研究它們對PP阻燃以及力學性能的影響。主要工作介紹如下:
　　首先以FA作為協(xié)效劑添加到PP/IFR體系中，氧指數(LOI)、垂直燃燒(UL-94)以及錐形量熱測試(Cone)的

3、結果都證明FA與IFR對PP阻燃的協(xié)效作用。熱穩(wěn)定性(TGA)分析和電鏡(SEM)觀察發(fā)現FA可促進成炭。但是FA的加入使PP復合材料的拉伸強度，斷裂伸長率以及沖擊強度都呈現不同水平的降低。
　　其次以FA為原料，通過堿熔融-水熱處理法合成了4A分子篩，通過紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)和SEM表征產物結構。以2.5％的4A取代等量IFR，使PP/IFR體系的LOI值達到33.9％，UL-94達到Ⅴ-0等級，PHRR

4、由436KW/m2降低到188KW/m2，THR由123MJ/m2降低到55MJ/m2。而且2.5％的4A沒有使復合材料的力學性能發(fā)生明顯的變化。
　　最后以FA為原料，在4A分子篩制備過程中引入Zn得到4A-Zn。通過FTIR、XRD、SEM、XPS和EDS分析表明Zn取代了4A中Al原子的位置。將4A-Zn添加到PP/IFR體系中，發(fā)現2％的4A-Zn使PP/IFR體系的LOI達到37.2％，UL-94達到Ⅴ-0等級，PHRR