本文關(guān)鍵詞：納米碳材料復(fù)配氫氧化鋁阻燃HDPE的研究　出處：《浙江大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：聚烯烴是世界上用量最大的高分子材料。但是由于聚烯烴本身極易燃、發(fā)熱量大,燃燒速度快及燃燒時(shí)伴隨著滴落,從而限制了其在對(duì)阻燃級(jí)別要求較高領(lǐng)域中的應(yīng)用。隨著全球范圍內(nèi)安全環(huán)保意識(shí)的逐漸加強(qiáng),傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑受到越來越多的限制,無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃高分子材料已成為人們追求的目標(biāo)。無機(jī)阻燃體系是發(fā)展最早的阻燃體系之一,但是較低的阻燃效率一直嚴(yán)重影響著其應(yīng)用范圍的擴(kuò)展。本文基于氫氧化鋁(ATH)對(duì)高密度聚乙烯(HDPE)的阻燃機(jī)理,討論了富勒烯(C60)以及納米炭黑(CB)對(duì)HDPE/ATH阻燃性能的影響。以HDPE為基體,C60和ATH為阻燃劑,通過熔融共混法制備HDPE/ATH/C60復(fù)合材料并對(duì)材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究。電鏡顯示C60在基體中分散性一般以微米級(jí)存在。垂直燃燒測試發(fā)現(xiàn)在HDPE/ATH比例為100/120的體系中加入3份C60就可以使體系達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的V-0級(jí)別,同時(shí)極限氧指數(shù)(LOI)提高了2%左右。錐形量熱實(shí)驗(yàn)(Cone)發(fā)現(xiàn)C60的加入可以延長HDPE/ATH材料的點(diǎn)燃時(shí)間和最大熱釋放時(shí)間,同時(shí)降低最大熱釋放速率。熱重分析(TG)表明氮?dú)夂涂諝夥諊翪60使HDPE/ATH材料的初始分解溫度有所提高,DSC測試顯示其可以有效提高基體的氧化誘導(dǎo)期。熱重-紅外聯(lián)用測試(TG-FTIR)表明C60可以有效吸收基體初始分解階段產(chǎn)生的烷基及烷氧自由基,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),抑制基體分解,從而達(dá)到提高HDPE/ATH阻燃性能的作用。使用硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理ATH和C60粉末,通過熔融共混法制備HDPE/ATH/KH-550/C60復(fù)合材料并對(duì)材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究。電鏡顯示C60在基體中分散性提高。垂直燃燒測試發(fā)現(xiàn)在HDPE/ATH比例為100/120的體系中加入1份C60就可以使體系達(dá)到V-0級(jí)別,但極限氧指數(shù)變化不明顯。錐形量熱實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)經(jīng)過KH-550改性后的體系在點(diǎn)燃時(shí)間、最大熱釋放時(shí)間以及最大熱釋放速率方面效果都有了明顯提高。DSC顯示HDPE/ATH/KH-550/C60體系的氧化誘導(dǎo)期時(shí)間也有了極大的增加。以HDPE為基體,CB和ATH為阻燃劑,通過熔融共混法制備HDPE/ATH/CB復(fù)合材料并對(duì)材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性進(jìn)行研究。垂直燃燒測試發(fā)現(xiàn)在HDPE/ATH比例為100/80的體系中加入10份CB就可以使體系達(dá)到UL94標(biāo)準(zhǔn)的V-0級(jí)別,同時(shí)極限氧指數(shù)(LOI)提高了3%左右。錐形量熱實(shí)驗(yàn)(Cone)發(fā)現(xiàn)少量CB的加入可以降低HDPE/ATH材料的最大熱釋放速率、總熱釋放量、比消光面積以及CO和C02的釋放量,但隨著CB含量的提高,最大熱釋放速率、比消光面積以及CO和C02的釋放量卻逐漸增大。熱重分析(TG)表明氮?dú)夂涂諝夥諊翪B使HDPE/ATH材料的初始分解溫度大幅提高,DSC測試顯示其可以有效提高基體的氧化誘導(dǎo)期。CB也可以有效吸收基體初始分解階段產(chǎn)生的烷基及烷氧自由基,形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),抑制基體分解,從而達(dá)到提高HDPE/ATH阻燃性能的作用。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TQ325.12

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本文編號(hào)：1314566