改性高嶺土填充阻燃聚丙烯復合材料的制備與性能研究
發(fā)布時間:2020-12-29 08:30
聚丙烯(PP)因其具有良好耐化學腐蝕、良好的力學性能、易于加工成型等優(yōu)良性能而被廣泛應用于現(xiàn)代塑料制品,但PP氧指數(shù)低,且燃燒伴有熔滴,容易引起火災,這極大地限制了聚丙烯的應用。在PP阻燃材料中,添加型阻燃劑種類繁多。其中,膨脹型阻燃劑(IFR)是目前研究中應用最廣,效果較好,且比較環(huán)保的添加型阻燃劑,但是IFR極性大,易吸潮起霜,添加過量,會惡化復合材料的力學性能。高嶺土屬于具有層狀硅酸鹽結構的無機剛性粒子,在我國因其廉價易得、可塑性強,耐熱性好等優(yōu)良性能而具備受關注。在高嶺土改性研究中,對高嶺土進行插層改性是研究熱點之一。利用具有特殊官能團的有機小分子作為插層劑制備高嶺土插層復合物可使其成為性能優(yōu)良的功能型材料。本文以PP作為基體材料,選IFR作為阻燃劑,用高嶺土/尿素復合物(KU)作為無機填料,最后采用熔融共混的方法制備膨脹型阻燃聚丙烯復合材料,研究材料的加工、力學、熱穩(wěn)定及燃燒性能。具體如下:第一部分:以PP為原料,選用高嶺土/尿素插層復合物為填料,聚磷酸銨(APP)和聚戊四醇(PER)作為膨脹阻燃劑,通過熔融共混的方法制備阻燃聚丙烯復合材料。采用轉矩硫變儀、熔體流動速率儀、萬...
【文章來源】:南寧師范大學廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
PP及PP復合材料的偏光顯微鏡照片
圖 2-7 KU 含量不同的復合材料斷口形貌(a.PP/IFR b.PP/IFR/5KU c.PP/IFR/10KU d.PP/IFR/15KU)本章小結1)當改性高嶺土含量為 5%時,復合材料體系塑化時間較短,平衡扭矩最%時,熔體粘度較小,塑化性能和流動性能較好,利于體系加工。2)XRD 和偏光顯微分析顯示,阻燃劑和高嶺土的加入有效促進 PP 晶型轉,加速 PP 結晶速率,隨 KU 添加量的增加,晶核密度增大。3)隨著高嶺土含量的增加,復合材料的拉伸強度先增大后減小,斷裂伸長長變化的趨勢,當 KU 含量為 5%時,復合材料的拉伸強度達到最大值 25裂伸長率也達到最大值 39.4%。隨著高嶺土含量的增大,體系的沖擊強度,當含量為 5%時,復合材料的沖擊強度達到 70.86 kJ/m2。
圖 3-4 PP/IFR/5KU 復合材料燃燒測試后樣品照片3.3.4 聚丙烯復合材料接觸角測試分析膨脹阻燃劑易吸濕,APP 屬于銨鹽類化合物,分子鏈上存在銨基,導致粒子面能高,容易吸潮性[76-78],另外 PER 屬于多元醇化合物,親水性較強,應用于材常使材料的吸濕性較大,導致阻燃劑顆;蛘咂渌奶畛漕w粒易于遷出樣品表面材料的性能[79, 80],影響復合材料的燃燒性能,因而有必要對樣品的吸濕性進行測樣品的接觸角可以用于衡量物質與液體濕潤關系的重要手段,一般地,接觸角越品表面極性越大,吸濕性越大,樣品表現(xiàn)為吸水性,反之,樣品表現(xiàn)為憎水性。燃樣品,為了保證阻燃劑的溶解和流失,接觸角越大的樣品,阻燃劑越能被保留60708090ecdbe°)(a
【參考文獻】:
期刊論文
[1]汽車用聚丙烯樹脂的開發(fā)及國內應用現(xiàn)狀[J]. 張建耀,劉春陽. 中國塑料. 2018(02)
[2]TG-MS聯(lián)用技術研究膨脹阻燃聚丙烯的熱降解機理[J]. 陸春誼,周全,龐錦英,譚登峰,莫羨忠,韋平. 塑料科技. 2018(01)
[3]膨脹型阻燃劑對聚丙烯阻燃改性的研究進展[J]. 王迪,姚澤昊,朱文利. 塑料科技. 2017(12)
[4]采用TGA/FT-IR分析聚丙烯復合材料的熱氧化降解行為[J]. 劉昌華,劉煒烽,蔣婷,洪靜,鄧僖,黃進. 功能材料. 2017(11)
[5]不同成核作用硅灰石對回收聚丙烯結晶性能的影響[J]. 丁茜,羅建新,劉勇,歐金花. 塑料科技. 2017(10)
[6]無鹵膨脹阻燃聚丙烯/蒙脫土復合材料[J]. 周靖軒,王夢賓,張為. 消防科學與技術. 2016(10)
[7]耐水型膨脹阻燃劑對阻燃聚丙烯性能的影響[J]. 丁耀瑩,儀德啟,楊榮杰. 合成樹脂及塑料. 2016(05)
[8]高嶺石插層復合物制備研究進展[J]. 梁夏夏,張白梅. 科技創(chuàng)新導報. 2016(26)
[9]高嶺土插層改性的現(xiàn)狀與研究進展[J]. 張汀蘭,曾雄豐,王夢幻,張文麗. 山東陶瓷. 2016(04)
[10]三聚氰胺系阻燃劑的應用研究進展[J]. 金東. 精細與專用化學品. 2016(07)
博士論文
[1]高嶺土基多維度材料增強聚丙烯復合材料阻燃性能的研究[D]. 唐武飛.北京化工大學 2017
[2]協(xié)同膨脹阻燃聚丙烯研究[D]. 劉國勝.北京理工大學 2014
[3]高嶺土/有機插層復合物的制備、表征及插層機理研究[D]. 張生輝.中國礦業(yè)大學 2012
[4]耐水高效膨脹型阻燃劑的制備及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 賴學軍.華南理工大學 2012
[5]膨脹阻燃聚丙烯的改性及協(xié)同作用研究[D]. 任強.上海交通大學 2010
[6]偏高嶺石—聚合物復合材料的制備、表征及機理研究[D]. 許濤.中國地質大學 2010
[7]膨脹型阻燃聚丙烯復合材料制備、性能與機理的研究[D]. 呂品.中國科學技術大學 2008
[8]聚丙烯/聚磷酸銨復合材料及其增韌體系的結構和性能[D]. 呂明福.北京化工大學 2005
[9]高嶺石有機插層復合物的制備、表征及應用探討[D]. 王萬軍.中南大學 2005
碩士論文
[1]膨脹型阻燃劑的制備及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 韓悅.華北理工大學 2017
[2]高嶺土濕法改性及應用的研究[D]. 李曉曉.青島科技大學 2016
[3]高嶺石有機插層復合物脫嵌反應過程的熱分析動力學[D]. 劉春艷.中國礦業(yè)大學 2016
[4]聚合物/插層改性高嶺土復合材料的制備及性能表征[D]. 宋海峰.安徽大學 2015
[5]表面改性高嶺土的制備及其在聚合物中的應用研究[D]. 石陽陽.安徽大學 2015
[6]N-烷氧基受阻胺與膨脹型阻燃劑協(xié)同阻燃聚丙烯的性能及機理研究[D]. 周日敏.華南理工大學 2014
[7]PP/改性高嶺土復合材料制備及性能研究[D]. 王戌.山東理工大學 2014
[8]新型膨脹阻燃聚丙烯材料的制備與性能研究[D]. 丁志超.青島科技大學 2014
[9]微膠囊季戊四醇和改性聚磷酸銨的制備及其復配阻燃聚丙烯的研究[D]. 尤虎.南京理工大學 2014
[10]聚甲基丙烯酸甲酯/煤系高嶺土納米復合材料的制備及性能研究[D]. 王建超.內蒙古工業(yè)大學 2010
本文編號:2945338
【文章來源】:南寧師范大學廣西壯族自治區(qū)
【文章頁數(shù)】:86 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
PP及PP復合材料的偏光顯微鏡照片
圖 2-7 KU 含量不同的復合材料斷口形貌(a.PP/IFR b.PP/IFR/5KU c.PP/IFR/10KU d.PP/IFR/15KU)本章小結1)當改性高嶺土含量為 5%時,復合材料體系塑化時間較短,平衡扭矩最%時,熔體粘度較小,塑化性能和流動性能較好,利于體系加工。2)XRD 和偏光顯微分析顯示,阻燃劑和高嶺土的加入有效促進 PP 晶型轉,加速 PP 結晶速率,隨 KU 添加量的增加,晶核密度增大。3)隨著高嶺土含量的增加,復合材料的拉伸強度先增大后減小,斷裂伸長長變化的趨勢,當 KU 含量為 5%時,復合材料的拉伸強度達到最大值 25裂伸長率也達到最大值 39.4%。隨著高嶺土含量的增大,體系的沖擊強度,當含量為 5%時,復合材料的沖擊強度達到 70.86 kJ/m2。
圖 3-4 PP/IFR/5KU 復合材料燃燒測試后樣品照片3.3.4 聚丙烯復合材料接觸角測試分析膨脹阻燃劑易吸濕,APP 屬于銨鹽類化合物,分子鏈上存在銨基,導致粒子面能高,容易吸潮性[76-78],另外 PER 屬于多元醇化合物,親水性較強,應用于材常使材料的吸濕性較大,導致阻燃劑顆;蛘咂渌奶畛漕w粒易于遷出樣品表面材料的性能[79, 80],影響復合材料的燃燒性能,因而有必要對樣品的吸濕性進行測樣品的接觸角可以用于衡量物質與液體濕潤關系的重要手段,一般地,接觸角越品表面極性越大,吸濕性越大,樣品表現(xiàn)為吸水性,反之,樣品表現(xiàn)為憎水性。燃樣品,為了保證阻燃劑的溶解和流失,接觸角越大的樣品,阻燃劑越能被保留60708090ecdbe°)(a
【參考文獻】:
期刊論文
[1]汽車用聚丙烯樹脂的開發(fā)及國內應用現(xiàn)狀[J]. 張建耀,劉春陽. 中國塑料. 2018(02)
[2]TG-MS聯(lián)用技術研究膨脹阻燃聚丙烯的熱降解機理[J]. 陸春誼,周全,龐錦英,譚登峰,莫羨忠,韋平. 塑料科技. 2018(01)
[3]膨脹型阻燃劑對聚丙烯阻燃改性的研究進展[J]. 王迪,姚澤昊,朱文利. 塑料科技. 2017(12)
[4]采用TGA/FT-IR分析聚丙烯復合材料的熱氧化降解行為[J]. 劉昌華,劉煒烽,蔣婷,洪靜,鄧僖,黃進. 功能材料. 2017(11)
[5]不同成核作用硅灰石對回收聚丙烯結晶性能的影響[J]. 丁茜,羅建新,劉勇,歐金花. 塑料科技. 2017(10)
[6]無鹵膨脹阻燃聚丙烯/蒙脫土復合材料[J]. 周靖軒,王夢賓,張為. 消防科學與技術. 2016(10)
[7]耐水型膨脹阻燃劑對阻燃聚丙烯性能的影響[J]. 丁耀瑩,儀德啟,楊榮杰. 合成樹脂及塑料. 2016(05)
[8]高嶺石插層復合物制備研究進展[J]. 梁夏夏,張白梅. 科技創(chuàng)新導報. 2016(26)
[9]高嶺土插層改性的現(xiàn)狀與研究進展[J]. 張汀蘭,曾雄豐,王夢幻,張文麗. 山東陶瓷. 2016(04)
[10]三聚氰胺系阻燃劑的應用研究進展[J]. 金東. 精細與專用化學品. 2016(07)
博士論文
[1]高嶺土基多維度材料增強聚丙烯復合材料阻燃性能的研究[D]. 唐武飛.北京化工大學 2017
[2]協(xié)同膨脹阻燃聚丙烯研究[D]. 劉國勝.北京理工大學 2014
[3]高嶺土/有機插層復合物的制備、表征及插層機理研究[D]. 張生輝.中國礦業(yè)大學 2012
[4]耐水高效膨脹型阻燃劑的制備及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 賴學軍.華南理工大學 2012
[5]膨脹阻燃聚丙烯的改性及協(xié)同作用研究[D]. 任強.上海交通大學 2010
[6]偏高嶺石—聚合物復合材料的制備、表征及機理研究[D]. 許濤.中國地質大學 2010
[7]膨脹型阻燃聚丙烯復合材料制備、性能與機理的研究[D]. 呂品.中國科學技術大學 2008
[8]聚丙烯/聚磷酸銨復合材料及其增韌體系的結構和性能[D]. 呂明福.北京化工大學 2005
[9]高嶺石有機插層復合物的制備、表征及應用探討[D]. 王萬軍.中南大學 2005
碩士論文
[1]膨脹型阻燃劑的制備及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 韓悅.華北理工大學 2017
[2]高嶺土濕法改性及應用的研究[D]. 李曉曉.青島科技大學 2016
[3]高嶺石有機插層復合物脫嵌反應過程的熱分析動力學[D]. 劉春艷.中國礦業(yè)大學 2016
[4]聚合物/插層改性高嶺土復合材料的制備及性能表征[D]. 宋海峰.安徽大學 2015
[5]表面改性高嶺土的制備及其在聚合物中的應用研究[D]. 石陽陽.安徽大學 2015
[6]N-烷氧基受阻胺與膨脹型阻燃劑協(xié)同阻燃聚丙烯的性能及機理研究[D]. 周日敏.華南理工大學 2014
[7]PP/改性高嶺土復合材料制備及性能研究[D]. 王戌.山東理工大學 2014
[8]新型膨脹阻燃聚丙烯材料的制備與性能研究[D]. 丁志超.青島科技大學 2014
[9]微膠囊季戊四醇和改性聚磷酸銨的制備及其復配阻燃聚丙烯的研究[D]. 尤虎.南京理工大學 2014
[10]聚甲基丙烯酸甲酯/煤系高嶺土納米復合材料的制備及性能研究[D]. 王建超.內蒙古工業(yè)大學 2010
本文編號:2945338
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