抗静电阻燃聚乙烯泡沫的研究

论文摘要

本文研究了聚乙烯材料的发泡特性、阻燃特性、抗静电性能以及成型工艺，确定了具体材料组分比例与材料性能关系，探讨了聚乙烯泡沫材料的抗静电机理与阻燃机理。采用十八烷基二甲基羟乙基季铵硝酸盐和硬酯酸单甘油脂混合物作为抗静电剂，研究了两种抗静电剂对聚乙烯泡沫材料体积电阻的影响。发现抗静电剂用量、环境温度和湿度都会对泡沫材料最终体积电阻产生影响，用ASA2作为抗静电剂采用涂敷法制备了抗静电聚乙烯泡沫，当抗静电液浓度大于8％时，泡沫体积电阻降低到106O·m。固色剂加入提高了泡沫表面的耐水洗及摩擦以及抗静电耐久性。研究还推导了推出ρv体积电阻率与抗静电剂浓度C之间的经验公式：ρv=（1+1／C2）k/C1研究了十溴联苯醚、氯化聚乙烯、三氧化二锑和Mg（HO）2等作为阻燃剂对PE泡沫材料阻燃性能影响。单独使用卤系阻燃剂DBDPO／CPE燃烧时有大量的黑烟，并伴有熔滴，不能达到很好的效果。有机硅化合物是Mg（OH）2的有效阻燃增效剂，红磷对LDPE／Mg（OH）2／有机硅的阻燃有较好协同效应。在LDPE／Mg（OH）2以60／40混合的基础上，加入有机硅、红磷、硬脂酸镁各5份，此配方的氧指数达到了33，满足了阻燃要求。同时，体系的拉伸强度和断裂伸长率保持了较高的水平。研究了阻燃、抗静电剂存在下的发泡工艺。基体树脂选用低密度聚乙烯树脂，发泡剂选用偶氮二甲酰胺，过氧化二异丙苯（DCP）作交联剂，ZnO与Zn（St）2作发泡助剂。当模压温度170℃，压力8MPa，保压时间12min的工艺条件下，AC发泡剂能彻底分解，发泡体密度变化较小，发泡体其他性能变化也较小。最后制得的抗静电阻燃聚乙烯泡沫体积电阻率低于10O·m，氧指数大于30，邵氏硬度在20-40之间，密度为0.02-0.1g／cm3。Mg（OH）2用量对LDPE泡沫塑料的拉伸强度、撕裂强度等影响不大，但体系密度、硬度随Mg（OH）2用量的增加而上升，而伸长率，永久变形、冲击回弹率等性能随之下降。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 聚乙烯泡沫发展现状
• 1.1.1 聚乙烯泡沫的发展状况
• 1.2 抗静电阻燃聚乙烯泡沫的研究发展现状
• 1.2.1 泡沫抗静电的研究发展现状
• 1.2.2 泡沫阻燃的研究现状
• 1.3 本论文研究的目的和意义
• 1.4 本论文研究的内容
• 1.4.1 聚乙烯泡沫抗静电性能的研究
• 1.4.2 聚乙烯泡沫抗静电机理的研究
• 1.4.3 聚乙烯泡沫阻燃性能的研究
• 1.4.4 聚乙烯泡沫阻燃机理的研究
• 1.4.5 抗静电阻燃聚乙烯泡沫综合工艺的研究
• 第2章 聚乙烯泡沫抗静电改性实验的研究
• 2.1 引言
• 2.1.1 塑料的抗静电改性
• 2.2 实验
• 2.2.1 主要原料
• 2.2.2 主要设备
• 2.2.3 测试方法和测试标准
• 2.2.4 试样制备
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 聚乙烯泡沫抗静电性能的研究
• 2.3.2 聚乙烯泡沫抗静电机理研究
• 2.4 本章小结
• 第3章 聚乙烯泡沫阻燃改性的实验研究
• 3.1 引言
• 3.1.1 聚合物的燃烧过程
• 3.1.2 聚合物的燃烧机理
• 3.1.3 聚合物燃烧的发烟性
• 3.1.4 聚合物燃烧的毒性
• 3.1.5 聚合物的阻燃机
• 3.2 实验
• 3.2.1 实验原料和助剂
• 3.2.2 主要实验仪器和设备
• 3.2.3 样品制备
• 3.2.4 性能测试方法
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 LDPE/DBDPO/CPE卤系阻燃体系
• 3.3.2 LDPE/DBDPO/CPE/Mg（OH）2卤系与无卤复配阻燃体系
• 3.3.3 LDPE/Mg（OH）2/有机硅无卤阻燃体系
• 3.3.4 有机硅和红磷对LDPE/Mg（OH）2的阻燃协同体系
• 3.3.5 聚乙烯泡沫阻燃机理初探
• 3.4 本章小结
• 第4章 抗静电阻燃聚乙烯泡沫综合工艺的研究
• 4.1 引言
• 4.1.1 发泡原理
• 4.2 实验
• 4.2.1 原材料及配方
• 4.2.2 主要设备
• 4.2.3 成型工艺
• 4.2.4 测试标准
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 模压温度对发泡体性能的影响
• 4.3.2 模压时间对发泡体性能的影响
• 4.3.3 Mg（OH）2用量对泡沫塑料性能的影响
• 4.3.4 交联剂DCP用量对泡沫塑料的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录