低烟、无卤阻燃聚烯烃复合材料的制备及表征

论文摘要

聚烯烃被广泛应用于电线电缆、电子电器设备及化工等行业。然而其氧指数低,易燃烧,且燃烧时产生熔滴行为,这极大地限制了聚烯烃更广泛的应用。目前对聚烯烃的阻燃主要采用卤系阻燃剂以及氢氧化镁和氢氧化铝等,但卤素阻燃剂面临着巨大的环境压力,而氢氧化镁和氢氧化铝也由于添加量过大而严重影响材料的物理机械性能。本文研究了不同含量水滑石（LDHs）对LLDPE/LDHs复合材料的力学性能、燃烧性能和流变性能的影响。结果表明,只有填充大量LDHs时,LLDPE/LDHs复合材料才具有一定的阻燃效果。因此,我们进一步研究了微胶囊化红磷（MRP）、可膨胀石墨（EG）、聚磷酸铵（APP）、三氧化二锑（Sb2O3）、二茂铁阻燃协效剂对水滑石的协同阻燃作用,确定了微胶囊化红磷、三氧化二锑和二茂铁对水滑石起增效作用的最佳用量。同时筛选出了一组最佳阻燃配方。采用钛酸酯偶联剂NDZ-201、硅烷偶联剂KH-570、硬脂酸和硬脂酸─稀土偶联剂,对水滑石（LDHs）进行表面改性处理,结果表明:四种偶联剂均可以实现LDHs表面改性,并且不会改变LDHs层状结构;改性后LLDPE/LDHs复合材料的断裂伸长率和流变性能得到提高。针对水滑石复合阻燃配方对材料的力学性能尤其是断裂伸长率破坏较大的情况,本文通过降低水滑石的添加量、增加树脂中乙烯醋酸乙烯共聚物（EVA）含量以及加入适量过氧化二异丙苯（DCP）的方法增加了体系的断裂伸长率。最终我们制备了阻燃性能、耐热性能、力学性能和电性能优异的阻燃材料。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外阻燃剂进展现状
• 1.2.1 国外阻燃剂发展现状
• 1.2.2 国内阻燃剂发展现状
• 1.3 新型无卤阻燃剂水滑石
• 1.3.1 水滑石的结构与组成
• 1.3.2 水滑石的性质及应用
• 1.3.3 水滑石阻燃聚合物材料
• 1.4 阻燃剂发展动向及未来阻燃系统
• 1.4.1 阻燃剂发展动向
• 1.4.2 未来阻燃系统
• 1.5 课题研究意义及内容
• 1.5.1 研究意义
• 1.5.2 研究内容
• 第2章 实验部分
• 2.1 实验原料及处理
• 2.1.1 试验原料
• 2.1.2 原料处理
• 2.2 实验仪器及流程
• 2.2.1 试验仪器
• 2.2.2 试验流程
• 2.3 试样制备
• 2.3.1 混炼机塑炼
• 2.3.2 硫化机压片及制样
• 2.4 性能测试方法
• 2.4.1 XRD 测试
• 2.4.2 傅立叶红外光谱测试
• 2.4.3 极限氧指数测试
• 2.4.4 水平燃烧测试
• 2.4.5 力学性能测试
• 2.4.6 流动性能测试
• 2.4.7 电击穿度强测试
• 2.4.8 体积电阻率和表面电阻率测试
• 2.4.9 负荷热变形温度测试
• 2.5 本章小结
• 第3章 结果与讨论
• 3.1 未改性水滑石的结构特征
• 3.1.1 X-射线衍射分析
• 3.1.2 红外光谱分析
• 3.2 LLDPE/LDHS 阻燃体系
• 3.2.1 LLDPE 的性能指标
• 3.2.2 LDHs 对LLDPE 燃烧性能影响
• 3.2.3 LDHs 对LLDPE 力学性能影响
• 3.2.4 LDHs 对LLDPE 流动性能影响
• 3.3 阻燃协效剂的协同作用研究
• 3.3.1 LLDPE/LDHs/MRP 阻燃体系
• 3.3.2 LLDPE/LDHs/EG 阻燃体系
• 3.3.3 LLDPE/LDHs/56203 阻燃体系
• 3.3.4 LLDPE/LDHs/APP 阻燃体系
• 3.3.5 LLDPE/LDHs/MRP/56203/FC 阻燃体系
• 3.4 偶联剂对阻燃材料性能影响
• 3.4.1 表面改性后LDHs 的结构特征
• 3.4.2 偶联剂对LLDPE/LDHs 力学性能影响
• 3.4.3 偶联剂对LLDPE/LDHs 流动性能影响
• 3.4.4 Y 对LLDPE/LDHs/MRP/56203/FC 力学性能影响
• 3.5 DCP 对LLDPE 及LLDPE/LDHS 力学性能影响
• 3.6 阻燃材料的配方筛选
• 3.6.1 EVA 对阻燃材料燃烧性能影响
• 3.6.2 EVA 对阻燃材料力学性能影响
• 3.7 配方改进后阻燃材料的电性能
• 3.8 配方改进后阻燃材料的耐热性能
• 3.9 阻燃材料的阻燃和抑烟机理分析
• 3.10 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢