氫氧化鎂（MH）是一種迅速發(fā)展的環(huán)境友好型無機阻燃添加劑之一,具有阻燃、填充、抑煙三重作用,然而其與高分子聚合物的相容性不佳,在聚合物中不容易分散而造成團聚現(xiàn)象,與聚合物基體缺乏親和力,因此需要對氫氧化鎂粒子進行超細化處理或表面修飾。本論文采用溶液改性法、共混涂覆法、接枝改性三種表面處理技術(shù),分別在不同工藝下將改性劑化學包覆、物理涂覆、接枝在粒子表面,以改善其與聚合物相容性。系統(tǒng)研究了改性氫氧化鎂制備工藝對改性體結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)的影響,以及在天然膠、丁苯膠、乙丙膠中的應(yīng)用規(guī)律。首先分別研究了改性劑及用量對改性效果的影響,在一定條件下通過偶聯(lián)劑對氫氧化鎂完成初步表面改性,得到改性劑包覆的氫氧化鎂改性體,然后通過溶液聚合反應(yīng),在初步改性的基礎(chǔ)上進行接枝改性,得到氫氧化鎂接枝改性體。研究結(jié)果表明改性后氫氧化鎂的表面性質(zhì)明顯改善,接枝苯乙烯（St）和甲基丙烯酸甲酯（MMA）改性后其表面親水性明顯減弱,活化指數(shù)也相應(yīng)提高。將制備的氫氧化鎂改性體應(yīng)用于天然橡膠（NR）中,研究結(jié)果表明,填充改性氫氧化鎂的天然膠明顯改善了加工過程、硫化過程、動靜態(tài)力學性能和分散性等。研究了氫氧化鎂與多種無鹵配合體系的協(xié)... 

【文章來源】：青島科技大學山東省

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【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

IFR阻燃機理Figure1-1FlameretardantmechanismofIFR

青島科技大學研究生學位論文7鏈式自由基反應(yīng)發(fā)生一系列化學變化，材料分解產(chǎn)生可燃氣態(tài)物質(zhì)進一步反應(yīng)，如一些烴類氣體等。（3）引燃階段：如果前一階段熱降解反應(yīng)產(chǎn)生可燃物持續(xù)增加，溫度和濃度達到材料點燃下限后，材料與空氣中的氧相遇發(fā)生劇烈作用被引燃。（4）充分燃燒至燃盡階段：聚合物在熱和氧的條件下不斷燃燒、降解，產(chǎn)生大量濃煙和灰燼，外層燃盡脫落后內(nèi)層繼續(xù)被點燃，持續(xù)分解降解至燃荊聚合物點燃過程及產(chǎn)物如下圖所示：圖1-2聚合物燃燒過程Figure.1-2Polymercombustionprocess1.3.2阻燃劑作用機理凝聚相的熱氧降解是聚合物在燃燒過程中的主要反應(yīng)，降解產(chǎn)物在固相和氣相中不斷的擴散，與氧氣接觸在氣相中發(fā)生熱氧化的連續(xù)反應(yīng)等。因此聚合物的阻燃實質(zhì)是利用各種物理或化學的方法，破壞燃燒過程的某一環(huán)節(jié)以設(shè)法阻止聚合物分解和抑制可燃物的產(chǎn)生，或通過隔絕材料與熱量、氧氣的接觸，以及稀釋可燃氣體達到阻燃的目的。阻燃劑的作用機理是隨材料變化通過在固相、氣相和熱交換過程中發(fā)揮作用，在氣相和凝聚相中以物理方法產(chǎn)生稀釋和覆蓋作用，或化學方法捕捉自由基和改變大分子鏈熱裂解歷程切斷燃燒循環(huán)，從而提高材料的阻燃性[52-56]。高分子復(fù)合材料引燃時，阻燃劑隨材料遇高溫發(fā)生相變、分解、脫水等，隔氧吸熱不僅使復(fù)合材料基材降低了表面的溫度，同時延緩其繼續(xù)在高溫下分解，減少了可燃氣體的逸出，至此“點燃三元素”中的可燃物和熱源兩元素被阻斷，最終使材料物化反應(yīng)終止，因此賦予了復(fù)合材料阻燃功能。一般阻燃機理過程包括以下三種：（1）氣相阻燃過程：聚合物在燃燒裂解時產(chǎn)生一些自由基，可以遇氧發(fā)生相互作用，而聚合物中的阻燃劑隨材料分解產(chǎn)生一些具有捕捉性的自由基，從而終止鏈反應(yīng)。同時有的阻?

改性氫氧化鎂及復(fù)配型阻燃劑在聚合物中的應(yīng)用研究8度，隔絕了材料間的傳質(zhì)過程。（2）凝聚相阻燃過程：阻燃劑隨著材料在高溫下分解，產(chǎn)生難燃的固態(tài)覆蓋物，隔絕阻斷聚合物產(chǎn)生可燃性物質(zhì)的分解反應(yīng)，使其終止降解和燃燒。（3）熱交換過程：聚合物燃燒過程中阻燃劑隨其分解產(chǎn)生水蒸氣，隔斷可燃性物質(zhì)與足夠的氧氣直接接觸，或者產(chǎn)生難燃的無機炭層，隔絕氧和熱對材料的傳遞，從而切斷了燃燒的必要條件。有的阻燃劑吸熱發(fā)生物態(tài)相變，導(dǎo)致凝聚相溫度降低使燃燒減緩甚至停止。圖1-3阻燃作用基本原理Figure1-3Basicprincipleofflameretardantaction不同阻燃劑的作用機理不盡相同，相互配合協(xié)效阻燃效果更好。無機阻燃劑中Al(OH)3和Mg(OH)2主要是隨基體材料在高溫下分解時吸收大量的熱，使聚合物材料表面的溫度降低，因為其結(jié)構(gòu)中含有結(jié)晶水，分解產(chǎn)生水蒸氣和固態(tài)氧化物，材料表面周圍的可燃性氣體和氧被水蒸氣取代而減小濃度，屬于氣相阻燃，生成的氧化物作為保護層起到阻隔的作用，屬于固相阻燃的機理。經(jīng)研究得出，Al(OH)3或Mg(OH)2受熱后在材料中發(fā)揮阻燃作用的方式主要有以下三個方面：第一，在反應(yīng)的過程中不斷分解釋放出水蒸氣，水蒸氣吸收了環(huán)境的熱量降低了高分子材料的表面溫度，另外水蒸氣也降低了環(huán)境中氧氣和可燃性氣體的濃度，延緩材料發(fā)生燃燒；第二，分解過程本質(zhì)為吸熱過程，因此反應(yīng)進行的過程中會吸收環(huán)境熱量，降低環(huán)境溫度的上升速度；第三，Al(OH)3和Mg(OH)2還可以促使高分子材料在發(fā)生燃燒時于其表面形成一層具有阻燃效果的保護層，同時氫氧化物的分解產(chǎn)物Al2O3和MgO也具有耐燃作用，氧化物包覆在材料的表面形成一層氧化膜，可以隔熱隔氧發(fā)揮隔絕效應(yīng)。氧化膜包覆在高分子材料的表面阻礙外界與基體材料的?

【參考文獻】：
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本文編號：3249474