鎂鋁水滑石有機改性及其阻燃性能研究
發(fā)布時間：2021-03-06 03:53
聚丙烯（PP）具有價廉、無毒質(zhì)輕耐腐蝕、綜合力學(xué)性能好、電氣性能好、易加工、易回收等優(yōu)勢而被廣泛的應(yīng)用于工業(yè)與生活領(lǐng)域。但PP極易燃燒,燃燒時伴隨大量的熔滴,極大的限制了PP使用范圍,故需對其進行阻燃處理�；谌祟惤】岛铜h(huán)境保護,低煙、無鹵阻燃劑研究越來越受到重視,特別作為無機無鹵阻燃材料,鎂鋁水滑石（LDH）因具阻燃、消煙、填充和熱穩(wěn)定性等多種功能而受到普遍關(guān)注。然而其與PP兼容性較差,嚴重影響PP高分子材料機械力學(xué)性能。對LDH進行插層改性可有效改善LDH與PP相容性,增強PP復(fù)合材料的阻燃和機械力學(xué)等性能。本文以LDH為主體,制備了一系列有機、無機插層改性LDH,并用于PP阻燃,結(jié)合各種表征,系統(tǒng)探究了插層改性LDH微觀形貌和表面性能與PP的阻燃性能和力學(xué)性能的構(gòu)-效關(guān)系,闡述其阻燃機理。具體研究內(nèi)容如下:（1）基于LDH層間陰離子可調(diào)變性,將分別十二烷基硫酸與十八烷酸有機陰離子插入LDH層間。結(jié)果表明,有機陰離子插層LDH表面疏水性得到了極大提升,且粒徑變小。其中十八烷酸插層LDH（S-LDH）的的粒徑更小,粒徑分布更窄,表面疏水性更強。S-LDH與PP基體材料的相容性明顯改善...
【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
水滑石模型示意圖
圖 2.5 Mg/Al-LDH(1)、O-LDH (2)和 S-LDH(3)的分散穩(wěn)定性;A：0 min、B：5 min、C：10 min、 D：60 min.Fig. 2.5 Dispersibility of the Mg/Al-LDH(1), O-LDH(2) and S-LDH(3).圖 2.5 所示，在放置 5 min 后，Mg/Al-LDH 已大部分沉降于比色皿的底部，上度下降，而 O-LDH 和 S-LDH 樣品均勻分散于二甲苯中，無沉降發(fā)生。在放n 后，Mg/Al-LDH 基本沉降于比色皿底部，上清液變清澈，而 O-LDH 和 S-L然均勻分散于二甲苯中，無沉降發(fā)生。在放置 60 min 后，Mg/Al-LDH 完全沉皿底部，上清液清澈透明，特別是 O-LDH 和 S-LDH 樣品始終均勻分散于二甲然無沉降發(fā)生。Mg/Al-LDH 由于其表面具有豐富的羥基結(jié)構(gòu)，且層板間含豐子，具有大的表面能，與有機溶劑二甲苯的相容性差。在二甲苯中，Mg/Al-L易發(fā)生團聚沉降。當有機陰離子 SDS 或十八烷酸插層于水滑石層間，O-LDH 表面疏水性增強，表面能大大降低，與有機溶劑二甲苯的相容性顯著提高，使溶劑中難以團聚，分散性增強，在二甲苯中具有良好的分散性。結(jié)果表明，有 SDS 或十八烷酸已成功插入水滑石層間得到 O-LDH 和 S-LDH，且可極大提升
圖 2.6 Mg/Al-LDH、O-LDH 和 S-LDH 的接觸角.Fig.2.6 Droplets of the Mg/Al-LDH, O-LDH and S-LDH.為了研究樣品的親疏水性能，本章通過接觸角測試，考察 Mg/Al-LDH、O-LDHLDH 樣品的親疏水性能，結(jié)果如圖 2.6 所示。從圖 2.6 中可知，Mg/Al-LDH、O-L S-LDH 的接觸角分別為 29、91 和 93°，表明 Mg/Al-LDH 的親水性最強，經(jīng)過 S十八烷酸插層后的 O-LDH 和 S-LDH 疏水性顯著增強。該結(jié)果進一步證實了沉降實果，即 SDS 或十八烷酸根插層的水滑石(O-LDH 和 S-LDH)，可極大提升水滑石的性，即與有機基體的相容性。4.7 粒度分析為了研究有機酸陰離子插層水滑石粒徑及粒徑分布，考察了 Mg/Al-LDH、O-L S-LDH 的粒徑大小及其大小分布情況，結(jié)果如圖 2.7 所示。從圖 2.7 可知，Mg/Al-L最可幾粒徑為 1.4 μm，其粒徑分布范圍處于 0.11～9.96 μm， O-LDH 和 S-LDH 的最粒徑分別為 0.78 和 0.65 μm，其粒徑分布范圍分別處于 0.17～3.65 和 0.10～2.84 μ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無機鎂鋁阻燃劑及其應(yīng)用發(fā)展趨勢淺析[J]. 李少康. 無機鹽工業(yè). 2003(03)
博士論文
[1]含磷雙金屬氫氧化物材料的制備及其阻燃聚丙烯性能[D]. 徐圣.湘潭大學(xué) 2016
碩士論文
[1]二維氫氧化物基復(fù)合材料制備及其光穩(wěn)定性能研究[D]. 丁鵬軒.湘潭大學(xué) 2018
[2]藥物插層水滑石復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王瑞瑞.哈爾濱工程大學(xué) 2012
本文編號：3066392
【文章來源】：湘潭大學(xué)湖南省
【文章頁數(shù)】：74 頁
【學(xué)位級別】：碩士
【部分圖文】：
水滑石模型示意圖
圖 2.5 Mg/Al-LDH(1)、O-LDH (2)和 S-LDH(3)的分散穩(wěn)定性;A：0 min、B：5 min、C：10 min、 D：60 min.Fig. 2.5 Dispersibility of the Mg/Al-LDH(1), O-LDH(2) and S-LDH(3).圖 2.5 所示，在放置 5 min 后，Mg/Al-LDH 已大部分沉降于比色皿的底部，上度下降，而 O-LDH 和 S-LDH 樣品均勻分散于二甲苯中，無沉降發(fā)生。在放n 后，Mg/Al-LDH 基本沉降于比色皿底部，上清液變清澈，而 O-LDH 和 S-L然均勻分散于二甲苯中，無沉降發(fā)生。在放置 60 min 后，Mg/Al-LDH 完全沉皿底部，上清液清澈透明，特別是 O-LDH 和 S-LDH 樣品始終均勻分散于二甲然無沉降發(fā)生。Mg/Al-LDH 由于其表面具有豐富的羥基結(jié)構(gòu)，且層板間含豐子，具有大的表面能，與有機溶劑二甲苯的相容性差。在二甲苯中，Mg/Al-L易發(fā)生團聚沉降。當有機陰離子 SDS 或十八烷酸插層于水滑石層間，O-LDH 表面疏水性增強，表面能大大降低，與有機溶劑二甲苯的相容性顯著提高，使溶劑中難以團聚，分散性增強，在二甲苯中具有良好的分散性。結(jié)果表明，有 SDS 或十八烷酸已成功插入水滑石層間得到 O-LDH 和 S-LDH，且可極大提升
圖 2.6 Mg/Al-LDH、O-LDH 和 S-LDH 的接觸角.Fig.2.6 Droplets of the Mg/Al-LDH, O-LDH and S-LDH.為了研究樣品的親疏水性能，本章通過接觸角測試，考察 Mg/Al-LDH、O-LDHLDH 樣品的親疏水性能，結(jié)果如圖 2.6 所示。從圖 2.6 中可知，Mg/Al-LDH、O-L S-LDH 的接觸角分別為 29、91 和 93°，表明 Mg/Al-LDH 的親水性最強，經(jīng)過 S十八烷酸插層后的 O-LDH 和 S-LDH 疏水性顯著增強。該結(jié)果進一步證實了沉降實果，即 SDS 或十八烷酸根插層的水滑石(O-LDH 和 S-LDH)，可極大提升水滑石的性，即與有機基體的相容性。4.7 粒度分析為了研究有機酸陰離子插層水滑石粒徑及粒徑分布，考察了 Mg/Al-LDH、O-L S-LDH 的粒徑大小及其大小分布情況，結(jié)果如圖 2.7 所示。從圖 2.7 可知，Mg/Al-L最可幾粒徑為 1.4 μm，其粒徑分布范圍處于 0.11～9.96 μm， O-LDH 和 S-LDH 的最粒徑分別為 0.78 和 0.65 μm，其粒徑分布范圍分別處于 0.17～3.65 和 0.10～2.84 μ
【參考文獻】：
期刊論文
[1]無機鎂鋁阻燃劑及其應(yīng)用發(fā)展趨勢淺析[J]. 李少康. 無機鹽工業(yè). 2003(03)
博士論文
[1]含磷雙金屬氫氧化物材料的制備及其阻燃聚丙烯性能[D]. 徐圣.湘潭大學(xué) 2016
碩士論文
[1]二維氫氧化物基復(fù)合材料制備及其光穩(wěn)定性能研究[D]. 丁鵬軒.湘潭大學(xué) 2018
[2]藥物插層水滑石復(fù)合材料的制備與性能研究[D]. 王瑞瑞.哈爾濱工程大學(xué) 2012
本文編號：3066392
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