發(fā)布時間：2017-10-25 17:13

  本文關(guān)鍵詞：基于苦鹵和赤泥構(gòu)筑水滑石及其在阻燃EVA復(fù)合材料的應(yīng)用研究

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【摘要】：苦鹵和赤泥是工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)量較大的副產(chǎn)物,兩者的處置方式不當,不僅會造成資源的浪費,更有可能引起極大的環(huán)境與安全風(fēng)險。本文以苦鹵為原料,分別引入不同的三價金屬離子,采用共沉淀法制備出三種以苦鹵為基料的水滑石。在此基礎(chǔ)上,以赤泥代替引入的三價金屬離子,制備出一種以苦鹵和赤泥為基料的水滑石。用XRD、TGA及SEM等分析手段對這四種水滑石的結(jié)構(gòu)、熱分解性能和形貌進行表征。將四種水滑石作為阻燃劑應(yīng)用到EVA樹脂中,制備出四種EVA/LDHs復(fù)合材料,使用LOI、CCT、SDT、TG-IR等測試手段考察了復(fù)合材料的阻燃性能、抑煙性能及其熱穩(wěn)定性能,并初步分析探討了其阻燃機理。本研究取得的主要成果如下:1、以苦鹵為原料成功制備出Mg/Al-LDHs,XRD、TGA及SEM測試顯示,Mg/Al-LDHs結(jié)構(gòu)完整、含水率高且形貌較好。將水滑石用作高分子材料EVA的阻燃劑,制備EVA/Mg/Al-LDHs復(fù)合材料,并對其阻燃、抑煙、熱穩(wěn)定性能進行研究,發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料的阻燃效果明顯好于純EVA,其LOI(EVA3最高,為29.8%)及PHRR(EVA3最低,為222.65 kW/m2)等指標均優(yōu)于純EVA,且其抑煙性能和熱穩(wěn)定性能也有明顯提升。2、以苦鹵為原料成功制備出Mg/Fe-LDHs,XRD及SEM測試顯示,在一定的濃度范圍內(nèi),其水滑石結(jié)構(gòu)較完整、形貌較好。Mg/Fe-LDHs用作高分子材料EVA的阻燃劑時,能顯著提高EVA材料的阻燃性能、抑煙性能和熱穩(wěn)定性能,其LOI最高為EVA4的27.3%,EVA2的PHRR最低,為278.14 kW/m2。Mg/Fe-LDHs阻燃效果不及Mg/Al-LDHs優(yōu)異,但抑煙效果優(yōu)于Mg/Al-LDHs。3、以苦鹵為原料成功制備出Mg/Al/Fe-LDHs,XRD及SEM表征顯示其結(jié)構(gòu)較為完整、形貌較好。Mg/Al/Fe-LDHs用作阻燃劑時,LOI值最高達到25.3%(EVA3),PHRR最低達到287.21 kW/m2(EVA3)。同時抑煙性能和熱穩(wěn)定性能也有明顯提升。三元水滑石Mg/Al/Fe-LDHs的阻燃及抑煙性能均介于上述兩種水滑石之間。4、以苦鹵和赤泥為原料,通過共沉淀的方法成功制備出Mg/Al/Fe類水滑石。通過對其進行XRD、TGA、SEM表征后發(fā)現(xiàn),以苦鹵赤泥為基料合成的Mg/Al/Fe-LDHs具備水滑石的一般結(jié)構(gòu),可以用作高聚物的阻燃劑。其對EVA材料的阻燃性能、抑煙性能及熱穩(wěn)定性能均有大幅度的提升。其中,LOI最高為28.3%(EVA3),PHRR最低為204.59 kW/m2(EVA2)。與未用赤泥合成的水滑石相比,以苦鹵和赤泥為原料制備的Mg/Al/Fe-LDHs顯示出更好的阻燃性能。5、本實驗以苦鹵和赤泥兩種廢棄物作為原料合成水滑石,并將其用來阻燃EVA材料,方法可行且能實現(xiàn)兩種資源的整體利用,是安全處置赤泥和苦鹵的一種全新思路。同時,制備的水滑石具有一定的利用潛力,也為新型阻燃劑的開發(fā)利用拋磚引玉。
【關(guān)鍵詞】：苦鹵 赤泥 水滑石 阻燃性能
【學(xué)位授予單位】：青島科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：X705;TB33
【目錄】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-10
• 1 文獻綜述10-21
• 1.1 苦鹵10-13
• 1.1.1 苦鹵概述10-11
• 1.1.2 苦鹵利用現(xiàn)狀11-13
• 1.2 赤泥13-16
• 1.2.1 赤泥概述13-14
• 1.2.2 赤泥的危害及堆放處置14
• 1.2.3 赤泥的綜合利用14-16
• 1.3 水滑石16-19
• 1.3.1 水滑石概述16
• 1.3.2 水滑石的應(yīng)用16-18
• 1.3.3 水滑石在阻燃EVA材料中的應(yīng)用18-19
• 1.4 課題提出及研究內(nèi)容19-21
• 2 Mg/Al水滑石的制備及阻燃性能研究21-40
• 2.1 引言21
• 2.2 實驗部分21-23
• 2.2.1 實驗試劑及儀器21
• 2.2.2 實驗原料21-22
• 2.2.3 Mg/Al水滑石的制備22-23
• 2.2.4 EVA/Mg/Al-LDHs復(fù)合材料的制備23
• 2.3 表征手段及測試方法23-24
• 2.3.1 水滑石的表征手段23
• 2.3.2 復(fù)合材料阻燃性能的測試方法23-24
• 2.3.3 EVA/LDHs復(fù)合材料抑煙性能的測試方法24
• 2.3.4 EVA/LDHs復(fù)合材料的熱分解性能測試24
• 2.4 結(jié)果與討論24-38
• 2.4.1 Mg/Al水滑石表征24-27
• 2.4.2 EVA/Mg/Al-LDHs復(fù)合材料的阻燃性能27-32
• 2.4.3 EVA/Mg/Al-LDHs復(fù)合材料的抑煙性能32-34
• 2.4.4 EVA/Mg/Al-LDHs復(fù)合材料的TG-IR測試34-38
• 2.5 本章小結(jié)38-40
• 3 Mg/Fe水滑石的制備及阻燃性能研究40-55
• 3.1 引言40
• 3.2 實驗部分40-41
• 3.2.1 實驗試劑及儀器40
• 3.2.2 實驗原料40
• 3.2.3 Mg/Fe水滑石的制備40
• 3.2.4 EVA/Mg/Fe-LDHs復(fù)合材料的制備40-41
• 3.3 表征手段及測試方法41
• 3.4 結(jié)果與討論41-53
• 3.4.1 Mg/Fe水滑石的表征41-43
• 3.4.2 EVA/Mg/Fe-LDHs復(fù)合材料的阻燃性能43-48
• 3.4.3 EVA/Mg/Fe-LDHs復(fù)合材料的抑煙性能48-49
• 3.4.4 EVA/Mg/Fe-LDHs復(fù)合材料的TG-IR測試49-53
• 3.5 本章小結(jié)53-55
• 4 Mg/Al/Fe類水滑石的制備及阻燃性能研究55-69
• 4.1 引言55
• 4.2 實驗部分55-56
• 4.2.1 實驗試劑及儀器55
• 4.2.2 實驗原料55
• 4.2.3 Mg/Al/Fe水滑石的制備55
• 4.2.4 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs復(fù)合材料的制備55-56
• 4.3 表征手段及測試方法56
• 4.4 結(jié)果與討論56-67
• 4.4.1 Mg/Al/Fe-LDHs的表征56-58
• 4.4.2 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs復(fù)合材料的阻燃性能58-62
• 4.4.3 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs復(fù)合材料的抑煙性能62-64
• 4.4.4 EVA/Mg/Al/Fe-LDHs復(fù)合材料的TG-IR測試64-67
• 4.5 本章小結(jié)67-69
• 5 以苦鹵和赤泥為原料制備水滑石及其阻燃性能研究69-85
• 5.1 引言69
• 5.2 實驗部分69-70
• 5.2.1 實驗試劑及儀器69
• 5.2.2 實驗原料69-70
• 5.2.3 類水滑石的制備70
• 5.2.4 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs復(fù)合材料的制備70
• 5.3 表征手段及測試方法70
• 5.4 結(jié)果與討論70-84
• 5.4.1 Mg/Al/Fe類水滑石表征70-73
• 5.4.2 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs復(fù)合材料的阻燃性能73-77
• 5.4.3 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs復(fù)合材料的抑煙性能77-79
• 5.4.4 EVA/Mg/Al/Fe-HTLcs復(fù)合材料的TG-IR測試79-84
• 5.5 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論85-87
• 參考文獻87-96
• 致謝96-97
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文目錄97-98

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本文編號：1094690