聚丙烯/水滑石复合材料制备及性能研究

论文摘要

采用十二烷基磺酸钠作为有机改性剂,通过离子交换的方法,制备了十二烷基磺酸钠改性水滑石,研究了未改性水滑石与改性水滑石的热稳定性、层间距等结构和性能之间的变化。用未改性水滑石和改性水滑石分别与聚丙烯共混制备纳米复合材料,将两种水滑石制备的复合材料的力学性能、阻燃性能、非等温结晶性等方面进行对比研究。熔融法制备PP/LDHs/APP、PP/PP-g-MAH/LDHs/APP、PP/LDHs/APP/MEL复合材料。研究了PP/LDHs/APP、PP/PP-g-MAH/LDHs/APP、PP/LDHs/APP/MEL复合材料的不同添加量与加工、结晶、力学、阻燃等性能之间的关系,进而得到性能最佳的复合材料配方。研究结果表明:十二烷基磺酸钠可插入到水滑石片层之间,使水滑石的层间距得到了一定程度的提高,含量为20%的改性水滑石的聚丙烯复合材料的极限氧指数为24%,较聚丙烯/未改性水滑石复合材料的要高,并且改性后的水滑石在聚丙烯中的分散较均匀。在PP/LDHs/APP、PP/PP-g-MAH/LDHs/APP、PP/LDHs/APP/MEL这三种复合材料中,APP含量为30%时,PP/LDHs/APP复合材料的极限氧指数最大,相对于填料含量相同的其他复合材料,水滑石含量为3%时的PP/LDHs/APP/MEL复合材料的拉伸强度最高,极限氧指数为23%。经过阴离子交换过程,水滑石的层间阴离子为H2PO4-,同样对LDH-APP分析的结果表明,APP可与水滑石复配,当LDH-APP的含量为30%时,PP/LDH-APP复合材料的极限氧指数为23%。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 水滑石简介
• 1.2.1 水滑石的结构
• 1.2.2 水滑石的性质
• 1.2.3 水滑石的制备
• 1.2.4 水滑石的有机改性方法
• 1.2.5 有机水滑石的表征方法
• 1.2.6 水滑石的应用
• 1.3 聚合物/水滑石复合材料制备方法
• 1.3.1 直接插层法
• 1.3.2 原位聚合法
• 1.3.3 原位生成法
• 1.3.4 层离/重组法
• 1.3.5 重构法
• 1.4 聚合物/LDHs 复合材料应用领域
• 1.5 课题提出及创新点
• 1.5.1 课题提出
• 1.5.2 课题研究内容
• 1.5.3 创新点
• 第二章 聚丙烯/水滑石复合材料的制备和性能研究
• 2.1 实验部分
• 2.1.1 实验原料
• 2.1.2 仪器及设备
• 2.1.3 有机改性水滑石制备
• 2.1.4 复合材料的制备
• 2.2 测试与表征
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 有机改性水滑石性能
• 2.3.2 复合材料性能
• 2.4 本章小结
• 第三章 LDH-APP 制备及PP/LDH-APP 复合材料性能研究
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 实验原料
• 3.1.2 实验仪器及设备
• 3.1.3 水滑石-聚磷酸铵的制备
• 3.1.4 复合材料制备
• 3.2 测试与表征
• 3.2.1 水滑石-聚磷酸铵表征
• 3.2.2 复合材料性能表征
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 LDH-APP 分析
• 3.3.2 复合材料性能分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 PP/PP-g-MAH/LDH/APP、PP/LDH/APP/MEL 复合材料制备及性能研究
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 实验原料
• 4.1.2 实验仪器及设备
• 4.1.3 复合材料的制备
• 4.2 测试与表征
• 4.2.1 复合材料力学性能
• 4.2.2 复合材料极限氧指数
• 4.2.3 复合材料DSC 分析
• 4.2.4 复合材料SEM 测试
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 复合材料力学性能
• 4.3.2 复合材料极限氧指数
• 4.3.3 复合材料DSC 分析
• 4.3.4 复合材料SEM 分析
• 4.4 本章小结
• 第五章 结论、创新点和展望
• 5.1 结论
• 5.2 创新点
• 5.3 展望
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表论文
• 致谢