插層水滑石對聚丙烯阻燃性能和力學(xué)性能的影響.pdf

1、聚丙烯(PP)作為五大通用塑料之一，廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域，但是由于其易燃并且容易產(chǎn)生熔滴，這極大限制了它的應(yīng)用，所以對于其進行阻燃改性研究是非常必要的。水滑石(LDHs)是一類非常重要的陰離子層狀黏土，由于其獨特的化學(xué)成分和層狀結(jié)構(gòu)，它在阻燃和抑煙方面具有非?？捎^的作用。
　　近年來，聚合物/水滑石復(fù)合材料因為能夠顯著提高體系的機械、熱穩(wěn)定性、導(dǎo)電和阻燃性能已經(jīng)引起了巨大的關(guān)注。本文主要將含有阻燃元素的無機離子插層進入LDHs層間，

2、然后將其引入PP中，探索改性LDHs對PP復(fù)合材料的各種性能的影響。主要工作如下:
　　1.首先，通過陰離子交換的方法將對氨基苯磺酸根離子(AB)插層入MgAl-LDHs層間制備了AB-LDHs。紅外分析(FTIR)、熱重分析(TGA)和X射線衍射儀(XRD)測試證實:AB成功進入LDHs層間，且其層間距由0.76nm擴大至1.52nm。PP/LDHs的極限氧指數(shù)(LOI)、垂直等級燃燒(UL-94)和TGA結(jié)果表明:LDHs和A

3、B-LDHs通過提高體系的殘?zhí)苛亢脱娱L其產(chǎn)生熔滴的時間，從而提高其阻燃性能。復(fù)合材料的XRD和斷面電子掃描鏡(SEM)結(jié)果證實:LDHs和AB-LDHs在PP基體中都實現(xiàn)了部分剝離，AB-LDHs因為層間距的擴大，能夠形成更多的剝離片層，從而實現(xiàn)了更好的分散性。LDHs或AB-LDHs的添加量為2份時，復(fù)合材料的力學(xué)性能最好。
　　2.其次，通過熔融共混的方式將AB-LDHs引入PP/IFR體系，研究了AB-LDHs與IFR之間的

4、協(xié)效阻燃作用。LOI、UL-94和CONE結(jié)果表明:PP/38IFR/2AB-LDHs的阻燃效果最好，其LOI最高為36.5％，并且通過Ⅴ-0等級，其最大熱釋放速率（PHRR）為363kW.m-2，相比純PP降低了75.4％。復(fù)合材料的SEM和XRD結(jié)果證實:AB-LDHs在基體中實現(xiàn)了更好的分散。錐量殘?zhí)縎EM，F(xiàn)TIR和EDS結(jié)果表明，AB-LDHs在燃燒過程中可以形成一種緊密且連續(xù)的殘留物，其作為有效的保溫層，可以阻止從內(nèi)部逸出的

5、可揮發(fā)揮發(fā)物并且有效遮蔽下面的基質(zhì)與外部熱輻射。
　　3.最后，本章通過陰離子交換的方法將鉬酸根離子(Mo7O246-)插層進入Mg-Al-LDHs和Zn-Mg-Al-LDHs層間，成功制備了Mo-Mg-Al-LDHs(B-LDHs)和Mo-Zn-Mg-Al-LDHs(T-LDHs)，然后將其引入PP/IFR體系，同時本章引入PP-g-MA作為相容劑，討論其對PP復(fù)合材料各種性能的影響。FTIR、XRD、TGA和EDS結(jié)果證實:M

6、o7O246-離子成功進入LDHs層間，且B-LDHs和T-LDHs的層間距從0.89和0.76nm分別擴大到1.12和1.09nm。LOI、UL-94和CONE測試結(jié)果表明:PP/PP-g-MA/37IFR/3t-LDHs的阻燃效果最好，其LOI為35.3％，且通過Ⅴ-0等級，其PHRR為338kW.m-2，相比純PP降低了77.1％。復(fù)合材料在不同溫度下的FTIR、殘?zhí)康腟EM和EDS結(jié)果表明:B-LDHs和T-LDHs可以使得更多