氢氧化镁阻燃剂的合成及在聚丙烯中的增容研究

论文摘要

本文以一种绿色环保的新工艺——水镁石-硫酸铵循环法,合成出了两种不同形貌（针状和片状）的纳米氢氧化镁,为我国稀贵的水镁石资源的深加工利用探讨了一条切实可行的途径。为了改善氢氧化镁阻燃剂与聚丙烯的相容性,我们制备了一种性能优良、易得、且环境友好的高分子增容剂,并对其进行了研究。全文分为四章：第一章,概述了氢氧化镁阻燃剂的主要性质、及其在合成、应用等方面的国内外研究现状,并阐明了本课题的研究目的及意义。第二章,分析了水镁石-硫酸铵循环法合成纳米氢氧化镁的理论基础,合成出了纳米氢氧化镁,产品的收率可达96%,实验表明,沉淀反应的温度和氨水浓度是决定产物形貌的主要因素。产品的TEM、SEM、XRD、TG-DTA等分析和表征显示产品属六方晶系,针状晶体短轴直径为20-30nm,长为150-200nm,片状晶体直径在80-100nm。在PP中的应用表明,纳米氢氧化镁阻燃剂在阻燃性能和对材料力学性能的影响均明显优于普通微米级产品,针状与片状晶体的阻燃性能相当,但针状晶体的补强作用较片状明显。第三章,为研究羧基化聚丙烯（EPP）的增容特性,考查了EPP在PP/PVA体系中的应用情况。通过扫描电镜、偏光显微镜、X-射线衍射及力学性能测试对体系的分析和表征,结果表明EPP是PP/PVA体系有效的高分子增容剂,并对EPP的增容机理进行了初步的探讨,为研究EPP对PP／极性物质的增容奠定了理论基础。第四章,在第三章研究结果的基础上进一步探讨了EPP对PP/MH体系的增容性,考察了MH／EPP熔融复合和溶液复合两种不同加工工艺对材料性能的影响。FTIR分析表明,MH与EPP在混合过程中发生了化学反应,增强了MH与PP间的联系。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 序言
• 1.1 聚合物阻燃研究的重要意义
• 1.2 聚烯烃常用阻燃剂
• 1.3 氢氧化镁的阻燃机理及研究发展现状
• 1.3.1 MH阻燃剂的应用现状
• 1.3.2 MH阻燃剂的研究现状
• 1.3.3 MH阻燃剂的发展趋势
• 1.4 本课题的研究目的及意义
• 第2章 纳米MH的合成、表征及应用
• 2.1 MH沉淀形成的热力学、动力学分析
• 2.1.1 结晶热力学分析
• 2.1.2 结晶动力学分析
• 2.2 实验部分
• 2.2.1 主要原料与仪器设备
• 2.2.2 实验原理及工艺流程
• 2.2.3 工艺条件控制
• 2.2.4 产品的分析及表征
• 2.2.5 在聚丙烯中的应用
• 2.3 本章小结
• 第3章 羧基化聚丙烯对PP/PVA体系的增容作用
• 3.1 实验部分
• 3.1.1 主要原料与仪器设备
• 3.1.2 共混物的制备与力学性能测试
• 3.1.3 共混物SEM分析样品制备
• 3.1.4 共混物POM分析样品制备
• 3.2 结果与讨论
• 3.2.1 EPP对材料力学性能的影响
• 3.2.2 SEM表征材料的形态结构
• 3.2.3 POM表征材料的形态结构
• 3.2.4 EPP的增容作用机理
• 3.3 本章小结
• 第4章 EPP对PP/MH体系的增容作用
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 主要原料与仪器设备
• 4.1.2 共混物的制备及其力学性能测试
• 4.1.3 共混物的SEM分析样品制备
• 4.1.4 共混物的POM分析样品制备
• 4.1.5 FTIR分析样品制备
• 4.1.6 共混物x-衍射分析样品制备
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 EPP对体系力学性能的影响
• 4.2.2 熔融复合样品断面形态的SEM表征
• 4.2.3 溶液复合样品的POM表征
• 4.2.4 XRD分析样品结构
• 4.2.5 对EPP增容机理的探讨
• 4.3 本章小结
• 参考文献
• 附录
• 致谢