發(fā)布時(shí)間：2017-10-18 09:45

  本文關(guān)鍵詞：膨脹型無(wú)鹵阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料性能研究

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【摘要】：鋰離子電池(鋰電池)以其高比能量、長(zhǎng)循環(huán)壽命、自放電低、無(wú)記憶效應(yīng)和綠色環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)備受業(yè)內(nèi)青睞。鋰電池已作為新型綠色能源開(kāi)始逐漸代替鉛酸電池市場(chǎng)。隨著其應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)展,鋰電池使用的安全性,特別是大容量動(dòng)力鋰電池的安全性成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)問(wèn)題。鋰電池內(nèi)部由高活性的材料組成,在受熱條件下非常容易發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的熱,甚至導(dǎo)致“熱失控”,引起電池內(nèi)部急速溫升。尤其在電池濫用時(shí)(如短路、振動(dòng)、擠壓、強(qiáng)烈撞擊、過(guò)放電及過(guò)充電等情況),電池會(huì)出現(xiàn)冒煙、著火、爆炸、乃至人員受傷等情況。電池外殼作為電池內(nèi)外承壓載體,其阻燃性、抗沖擊性在發(fā)生危險(xiǎn)狀況時(shí)對(duì)電池起到了至關(guān)重要的作用,因此本課題重點(diǎn)研究的鋰電池殼體安全性提升。目前塑殼鋰電池一般采用聚丙烯(PP)材料作為電池殼體材料。PP材料具有耐熱、耐化學(xué)溶劑腐蝕性好等優(yōu)點(diǎn),是為數(shù)不多的能耐電解液腐蝕的塑料材料,因此是目前行業(yè)中普遍采用的電池殼體材料。然而PP材料的氧指數(shù)低,在空氣中極易燃燒,燃燒時(shí)釋放大量的熱量,火焰?zhèn)鞑ニ俣确浅？斓热秉c(diǎn),為電池安全性埋下一定的隱患。在PP材料中添加阻燃劑提高PP材料自身的阻燃性能,能有效的阻止電池內(nèi)部“熱失控”引起的殼體燃燒,確保電池在濫用等不良環(huán)境中殼體仍起到不燃燒、不爆炸的目的。本課題研究的重點(diǎn)在于選擇優(yōu)良的以聚磷酸銨(APP)為酸源的膨脹型無(wú)鹵阻燃劑(IFR)與PP材料共混制備無(wú)鹵阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料。在IFR中加入少量三聚氰胺氰尿酸鹽(MCA),起到協(xié)同阻燃作用,提高阻燃性能。通過(guò)實(shí)驗(yàn)可以看出:隨著IFR添加量的逐漸增加,PP的氧指數(shù)(LOI)存在迅速提升階段,當(dāng)IFR含量達(dá)到25%后LOI值基本不變,并且在25%的IFR含量下LOI值已超出30,燃燒等級(jí)已達(dá)到UL94V-0級(jí)。從對(duì)比數(shù)據(jù)也可看出,當(dāng)IFR含量達(dá)到25%時(shí)其阻燃性能與溴-氧化銻復(fù)合阻燃體系的阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料的阻燃性能相當(dāng)。滿(mǎn)足鋰電池殼體阻燃等級(jí)要求。在材料中添加玻璃纖維和聚苯醚來(lái)提高材料的力學(xué)性能,添加功能性丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚丙烯來(lái)改善阻燃劑、玻璃纖維與PP基材的界面粘結(jié)強(qiáng)度。采用沖擊試驗(yàn)機(jī)、萬(wàn)能拉力機(jī)、掃描電鏡(SEM)、水蒸氣透過(guò)率測(cè)試儀、熔融指數(shù)測(cè)試儀等分別對(duì)材料力學(xué)性能、斷面形貌、透水率對(duì)電解液阻透性、熔體流動(dòng)速率等進(jìn)行分析測(cè)試。研究結(jié)果表明:增加玻璃纖維和聚苯醚,有效地提升了材料的拉伸強(qiáng)度和韌性,添加丙烯酸縮水甘油酯接枝的聚丙烯有效的提高了材料界面的粘結(jié)強(qiáng)度,使得力學(xué)性能有較好的表現(xiàn)。與溴-氧化銻復(fù)合阻燃體系的阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料相比拉伸強(qiáng)度略高,而缺口沖擊強(qiáng)度有明顯提升,韌性更好。膨脹型無(wú)鹵阻燃增強(qiáng)聚丙烯材料的透水率、電解液耐候性與純PP相比均無(wú)明顯的差異。
【關(guān)鍵詞】：聚丙烯 聚磷酸按(APP) 膨脹型阻燃劑 阻燃性能 力學(xué)性能
【學(xué)位授予單位】：河南科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：TM912;TQ325.14
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題的來(lái)源及目的9
• 1.2 課題研究的意義及現(xiàn)狀9-15
• 1.2.1 課題意義9-12
• 1.2.2 阻燃技術(shù)現(xiàn)狀12-15
• 1.3 研究?jī)?nèi)容15-17
• 第2章 實(shí)驗(yàn)方法及表征17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 材料制備方法17-18
• 2.2.1 實(shí)驗(yàn)材料17-18
• 2.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備18
• 2.2.3 試樣制備18
• 2.3 測(cè)試和表征18-26
• 2.3.1 阻燃性能測(cè)試18-20
• 2.3.2 力學(xué)性能測(cè)試20-22
• 2.3.3 微觀組織形貌分析22-23
• 2.3.4 耐候性分析23
• 2.3.5 透水率測(cè)試23-24
• 2.3.6 成型性能測(cè)試24-26
• 2.4 本章小結(jié)26-27
• 第3章 IFR含量對(duì)聚丙烯阻燃性能的影響27-31
• 3.1 引言27
• 3.2 測(cè)試結(jié)果及討論27-30
• 3.3 本章小結(jié)30-31
• 第4章 IFR對(duì)復(fù)合材料物理力學(xué)性能及成型性能的影響31-43
• 4.1 引言31
• 4.2 測(cè)試結(jié)果及討論31-42
• 4.2.1 復(fù)合材料配比研究31-32
• 4.2.2 IFR對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能影響32-34
• 4.2.3 IFR微觀組織形貌分布及對(duì)復(fù)合材料阻燃、力學(xué)性能的影響34-39
• 4.2.4 IFR對(duì)復(fù)合材料耐候性影響39-40
• 4.2.5 IFR對(duì)復(fù)合材料透水率的影響40-41
• 4.2.6 IFR對(duì)復(fù)合材料成形性能影響41-42
• 4.3 本章小結(jié)42-43
• 第5章 總結(jié)與展望43-44
• 參考文獻(xiàn)44-47
• 致謝47-48
• 攻讀學(xué)位期間的研究成果48

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前6條

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本文編號(hào)：1054196