發(fā)布時(shí)間：2020-08-13 04:14

【摘要】：通過(guò)共混與復(fù)合,實(shí)現(xiàn)高分子材料的高性能化,滿足特種電線電纜制造對(duì)絕緣與護(hù)套材料的需要是線纜材料的重要研究方向。本課題選用乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)為基材,氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)為阻燃劑,白炭黑(SiO_2)為補(bǔ)強(qiáng)填料,配合其他助劑經(jīng)熔融共混和熱壓硫化,制備出一系列EVA基復(fù)合材料。具體分別將高彈性橡膠和功能化聚烯烴引入上述復(fù)合材料體系,研究二者對(duì)復(fù)合材料凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)以及對(duì)材料性能的影響。并設(shè)計(jì)合成出一種新型離子液體(IL),研究IL引入EVA基復(fù)合材料體系后對(duì)凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)的調(diào)控規(guī)律及其對(duì)材料性能的影響。具體如下:(1)高彈性橡膠為乙烯-甲基丙烯酸酯橡膠(AEM)。研究發(fā)現(xiàn)高含量AEM會(huì)劣化復(fù)合材料的加工性能;DSC測(cè)試表明AEM的引入會(huì)使基體玻璃化轉(zhuǎn)變溫度下降,說(shuō)明AEM與基體存在相互作用力,但TG測(cè)試表明AEM會(huì)使復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性發(fā)生下降;SEM圖像表明AEM的引入會(huì)導(dǎo)致無(wú)機(jī)粒子的進(jìn)一步團(tuán)聚,造成無(wú)機(jī)粒子與聚合物之間界面粘結(jié)力的下降。由于高含量AEM造成材料內(nèi)部相界面結(jié)構(gòu)的破壞,因此復(fù)合材料的力學(xué)強(qiáng)度、耐油性能和絕緣性能均發(fā)生降低。(2)功能化聚烯烴為甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝乙烯-辛烯共聚物(POE-g-GMA)。研究發(fā)現(xiàn)POE-g-GMA對(duì)加工性能無(wú)不利影響,TG結(jié)果表明POE-g-GMA有利于提高復(fù)合體系的熱穩(wěn)定性,表現(xiàn)為初始分解溫度T_(5%)隨相容劑含量的提高而提高;SEM圖像表明POE-g-GMA可以降低無(wú)機(jī)粒子的團(tuán)聚,提高粒子與基體之間的界面粘結(jié)力。流變測(cè)試表明POE-g-GMA可以促進(jìn)固體網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形成。得益于復(fù)合材料內(nèi)部界面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的增強(qiáng),材料的力學(xué)性能、耐油性能、絕緣性能均提高,且燃燒所得碳層缺陷小且致密程度提高。(3)以1-乙烯基咪唑和磷酸三(2-氯乙基)酯為原料合成新型離子液體(IL),并將其引入EVA基復(fù)合材料體系。凝膠含量測(cè)試表明該IL引入可以提高復(fù)合材料的交聯(lián)度;TG測(cè)試表明IL可催化成炭促進(jìn)殘?zhí)苛康奶岣?并且IL具有促進(jìn)無(wú)機(jī)粒子分散的作用;此外IL可促進(jìn)材料燃燒時(shí)形成致密且連續(xù)的碳層結(jié)構(gòu),對(duì)阻燃性能和熱穩(wěn)定性有積極效果。IL可以實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料力學(xué)性能、阻燃性能、耐油性能等綜合性能的同時(shí)改善。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TM24
【圖文】：

圖 1.1 中國(guó)高速列車組的發(fā)展Fig 1.1 The development of high-speed trains of China1.2.2 高速動(dòng)車組用電線電纜高速列車組中配套電線電纜的種類多種多樣，比如照明用電線、連接器用電纜信號(hào)控制電纜和動(dòng)力電纜等，盡管表面上它們結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，但均是以基礎(chǔ)功能特點(diǎn)為出發(fā)點(diǎn)而衍生出的一系列具有不同性能要求的產(chǎn)品，并且在結(jié)構(gòu)上也具有很多的相似之處[6]。圖 1.2 中列舉出了幾種典型的電線電纜及其結(jié)構(gòu)示意圖，概括來(lái)說(shuō)護(hù)套、絕緣和導(dǎo)體是電線電纜中的三大關(guān)鍵部分。其中護(hù)套作為保護(hù)電線電纜的第一道防線，應(yīng)能夠抵抗外界環(huán)境的各種侵蝕，具體應(yīng)具備低煙無(wú)鹵阻燃、耐油、耐磨、抗開(kāi)裂、耐臭氧、防霉菌、防濕熱和防酸堿等性能，從而保護(hù)電線電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定；而絕緣則主要是使電纜中的導(dǎo)體與周圍環(huán)境或相鄰導(dǎo)體間相互絕緣應(yīng)具有較高的絕緣電阻、耐電壓強(qiáng)度、低介電損耗、耐化學(xué)腐蝕以及各種物理機(jī)械性能如抗拉、抗彎曲和抗扭矩等。

圖 1.1 中國(guó)高速列車組的發(fā)展Fig 1.1 The development of high-speed trains of China2.2 高速動(dòng)車組用電線電纜高速列車組中配套電線電纜的種類多種多樣，比如照明用電線、連接器用電纜號(hào)控制電纜和動(dòng)力電纜等，盡管表面上它們結(jié)構(gòu)復(fù)雜多樣，但均是以基礎(chǔ)功能特為出發(fā)點(diǎn)而衍生出的一系列具有不同性能要求的產(chǎn)品，并且在結(jié)構(gòu)上也具有很的相似之處[6]。圖 1.2 中列舉出了幾種典型的電線電纜及其結(jié)構(gòu)示意圖，概括來(lái)護(hù)套、絕緣和導(dǎo)體是電線電纜中的三大關(guān)鍵部分。其中護(hù)套作為保護(hù)電線電纜的一道防線，應(yīng)能夠抵抗外界環(huán)境的各種侵蝕，具體應(yīng)具備低煙無(wú)鹵阻燃、耐油、磨、抗開(kāi)裂、耐臭氧、防霉菌、防濕熱和防酸堿等性能，從而保護(hù)電線電纜內(nèi)部構(gòu)的穩(wěn)定；而絕緣則主要是使電纜中的導(dǎo)體與周圍環(huán)境或相鄰導(dǎo)體間相互絕緣具有較高的絕緣電阻、耐電壓強(qiáng)度、低介電損耗、耐化學(xué)腐蝕以及各種物理機(jī)械能如抗拉、抗彎曲和抗扭矩等。

圖 1.3 線性高分子的交聯(lián)示意圖Fig 1.3 Cross-linking schematic diagram of linear polymer過(guò)氧化物交聯(lián)：過(guò)氧化物分解形成具有高反應(yīng)活性自由基，然后分子主鏈形成大分子自由基，兩個(gè)大分子自由基結(jié)合即完成交聯(lián)輻照交聯(lián)：聚合物在一定的輻照條件作用下生成大分子游離基，化位點(diǎn)，可與完成 C-C 鍵之間的交聯(lián)，其結(jié)果是分子鏈結(jié)構(gòu)由交聯(lián)的三維網(wǎng)狀。輻射交聯(lián)在常溫常壓下便可以進(jìn)行，而且一般處理簡(jiǎn)單、無(wú)污染，是工業(yè)上的應(yīng)用也逐漸變得廣泛[31]。硅烷交聯(lián)：與（1）中所述的過(guò)氧化物交聯(lián)類似，硅烷通過(guò)引發(fā)劑聚合物分子鏈上形成大分子型活性自由基，然后大分子活性自鍵的硅烷繼續(xù)反應(yīng)得到硅烷接枝的聚合物，將這一產(chǎn)物再置于用下硅烷中烷氧基會(huì)水解形成羥基，并與另一分子脫水縮合后構(gòu)筑[32]。組分

【參考文獻(xiàn)】

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1 張?chǎng)?楊榮;鄒國(guó)享;趙彩霞;宋艷;李錦春;;含硅阻燃大分子相容劑的制備及其在無(wú)鹵阻燃聚乙烯復(fù)合材料中的協(xié)效作用[J];復(fù)合材料學(xué)報(bào);2015年06期

2 孫正華;;高速鐵路動(dòng)車電纜的標(biāo)準(zhǔn)化探討[J];電線電纜;2010年06期

3 匡松文;唐世國(guó);;軌道交通XLPE絕緣電力電纜制造工藝特點(diǎn)[J];電線電纜;2010年03期

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本文編號(hào)：2791507