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《無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、四川大學(xué)博士學(xué)位論文無鹵阻燃聚丙烯復(fù)合材料的形態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的研究摘要聚丙烯(PP)作為一種綜合性能優(yōu)良的通用聚合物材料，它已廣泛應(yīng)用于電子電氣、家裝、汽車和電線電纜等工業(yè)。然而，由于PP的極限氧指數(shù)較低，本身具有可燃性，屬于易燃材料，極大地限制了PP材料的應(yīng)用領(lǐng)域。聚合物材料阻燃的無鹵、無毒和低煙化是環(huán)保要求的發(fā)展趨勢。氫氧化鎂[Mg(OI-I)2，MH]在聚合物中起阻燃、消煙和填充等作用。Mg(OH)2是無鹵阻燃聚烯烴最有發(fā)展前途的阻燃劑之一。鑒于此，本文以PP為復(fù)合材料的基體樹脂，對PP／Mg(OH)2復(fù)合材
2、料的界面改性原理、協(xié)同阻燃效應(yīng)和增韌改性機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)和深入的研究。旨在研制出性能優(yōu)良的阻燃PP復(fù)合材料，為實現(xiàn)無鹵阻燃PP在工業(yè)上的應(yīng)用提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論指導(dǎo)。本論文的主要研究結(jié)果如下：1．采用FTIR、XRD、SEM、TGA等測試分析手段對超微細(xì)MH的結(jié)構(gòu)、形貌和熱性能進(jìn)行了表征和分析，并對MI-I填充阻燃PP復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行了研究。實驗結(jié)果表明：未經(jīng)處理的MH作為單一的阻燃劑在阻燃PP時，阻燃效率較低，要使PP復(fù)合材料的阻燃性能達(dá)到難燃塑料的標(biāo)準(zhǔn)，MH的填充量要在50％以上，這將給復(fù)合材料的力學(xué)性能
3、造成嚴(yán)重的劣化。2．復(fù)合材料中填料與基體的界面行為是影響其力學(xué)性能的主要因素之一。我們選用幾種不同界面改性劑(包括鈦酸酯偶聯(lián)劑、硅烷偶聯(lián)劑、硅油改性劑和硬脂酸鹽)分別對MH高填充PP復(fù)合材料的界面進(jìn)行改性。并對幾種改性劑處理后的復(fù)合材料體系的力學(xué)性能、阻燃性能、結(jié)晶行為和熱穩(wěn)定性能及熱氧降解動力學(xué)等進(jìn)行了深入的研究，探討了復(fù)合材料體系微觀結(jié)構(gòu)和材料性能之間的關(guān)系。結(jié)果表明，采用適量的表面改性劑不僅可以較大幅度地提高PP復(fù)合材料的力學(xué)性能，而且還可以改善復(fù)合體系的阻燃性能。DSC分析表明，未經(jīng)改性的MH對PP基體有
4、異相成核作用，而表面改性劑的加入削弱了無機(jī)填料對聚合物基體的異相成核作用。試樣的微觀結(jié)構(gòu)照片表明，改性后的MI--I微粒在基體中均勻分散，兩相界面模糊，基體與填料間的粘結(jié)力得到加強(qiáng)。熟氧降解動力學(xué)測試表明阻燃填料的加入能大幅度提高復(fù)合材料的熱降解活化能和分解溫度及熱氧穩(wěn)定性。四川大學(xué)博士學(xué)位論文3．選用兩種不同粒徑的可膨脹石墨餌G)作為協(xié)效阻燃劑。研究了EG協(xié)效MH阻燃PP復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能，并對阻燃體系的熱降解動力學(xué)進(jìn)行了研究。發(fā)現(xiàn)少量EG代替MH阻燃PP后，復(fù)合材料的LOI顯著提高，并通過UI，94v_0級
5、測試標(biāo)準(zhǔn)，并保持較好的力學(xué)性能。表明EG與MH在阻燃PP時表現(xiàn)出較好的協(xié)同效應(yīng)，并且這種效應(yīng)隨著EG粒徑的減小而得到加強(qiáng)。4．本文對苯乙烯(sc)協(xié)效馬來酸酐(MAH)自由基熔融接枝聚烯烴彈性體(POE)進(jìn)行了研究。通過考察st含量、St-MAH單體濃度和引發(fā)劑用量對接枝率的影響，制備了性能優(yōu)良的POBg-(MAH-st)接枝產(chǎn)物，并對接枝物的線性粘彈行為和熱性能進(jìn)行了研究。5．在MH高填充PP阻燃復(fù)合材料中由于無鹵阻燃劑的加入使得復(fù)合材料的力學(xué)性能嚴(yán)重劣化，從而導(dǎo)致復(fù)合材料的韌性大幅度降低。本文系統(tǒng)研究了POE
6、增韌PP／MH阻燃復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系，對其增韌機(jī)理進(jìn)行了深入探討。實驗結(jié)果表明，在PP／MH阻燃復(fù)合材料中加入POE后，復(fù)合材料在保持較好的阻燃性能的同時，復(fù)合材料的沖擊韌性得到較大幅度提高。PP／POE／MH三元體系的增韌強(qiáng)烈依賴于POE的含量，當(dāng)POE用量達(dá)一定值時，復(fù)合材料發(fā)生脆．韌轉(zhuǎn)變，沖擊強(qiáng)度得到大幅度提高。此外，復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性能和結(jié)晶行為由于POE的加入也受到相應(yīng)的影響。本文以POE-g-(MAH-S0作為PP／POE／MI-I三元復(fù)合體系的高分子界面改性劑，制備了力學(xué)性能、阻燃性能優(yōu)異的
7、阻燃PP復(fù)合材料。6．本文對MH填充阻燃PP復(fù)合材料、無鹵協(xié)效阻燃劑協(xié)效MH阻燃PP復(fù)合體系和PP／elastomcr／MH三元復(fù)合材料的動態(tài)流變行為進(jìn)行了系統(tǒng)研究，建立無鹵阻燃劑及彈性體對PP基體阻燃復(fù)合材料體系的線性粘彈行為具體的影響關(guān)系。7．利用cc'r、FTIR、XPS等測試手段對MH阻燃PP復(fù)合材料、EG協(xié)效MH阻燃PP復(fù)合材料和接枝POE改性PP／POE／MH三元體系的燃燒行為和阻燃機(jī)理進(jìn)行了測試分析。結(jié)果表明PP／MH／EG和接枝阻燃PP／POE／MH復(fù)合材料在燃燒時都可形成較好的炭層結(jié)構(gòu)，可有效的
8、阻止或延緩熱量傳遞，隔絕燃燒基體與外界空氣的接觸，使聚合物基體的分解速率降低，可燃物的生成量減少。關(guān)鍵詞：聚丙烯；氫氧化鎂；協(xié)同效應(yīng)；無鹵阻燃；熱氧降解；增韌；流變學(xué)Ⅱ四川大學(xué)博士學(xué)位論文StudiesonMorphologicalStructureandPerformanceofPolypropyleneFilledwithHalogen—freeFlameRetard
