Ni(Co)Al雙氫氧化物協(xié)效阻燃聚丙烯復(fù)合材料的制備及燃燒性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)具有優(yōu)良的性能，如透明度好，耐化學品，易加工等，廣泛用于生產(chǎn)電器，電訊，照明設(shè)備等，另外在建筑，汽車等領(lǐng)域也得到應(yīng)用。由于其化學組成和分子結(jié)構(gòu)的原因，PP的熱穩(wěn)定性較差，極易燃燒，且燃燒時伴隨著滴落現(xiàn)象，嚴重的限制了其應(yīng)用領(lǐng)域。本文結(jié)合國內(nèi)外阻燃材料研究現(xiàn)狀，認為具有過渡金屬元素的層狀化合物和新型無鹵阻燃劑協(xié)效阻燃是高效清潔阻燃技術(shù)的發(fā)展趨勢?；诖?，采用共沉淀法制備鎳（鈷）鋁[Ni(Co)Al]雙氫氧化物(LDH)，并用

2、十二烷基硫酸鈉(SDS)對其進行有機改性;將納米片層的阻隔作用和Ni、Co等物質(zhì)在聚合物降解中的成炭抑煙作用結(jié)合起來，制備PP阻燃納米復(fù)合材料，系統(tǒng)的研究了PP/NiAl-LDH和PP/IFR/NiAl-LDH以及PP/MH+P/CoAl-LDH阻燃復(fù)合體系的結(jié)構(gòu)、熱性能和燃燒性能，探討了其阻燃機理。
　　主要研究工作如下:
　　(1)采用共沉淀法合成鎳鋁和鈷鋁兩種層狀雙氫氧化物，隨后引入十二烷基硫酸鈉對其進行改性處理，得到

3、有機改性LDHs(NiAl-DS-LDH和CoAl-DS-LDH)，研究這些LDHs的結(jié)構(gòu)、形貌和性能，并用于制備PP/LDHs納米阻燃復(fù)合材料，研究復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性和燃燒性能。熱重分析(TGA)結(jié)果顯示添加NiAl LDH的材料，熱穩(wěn)定性提高。燃燒性能表明PP/LDHs納米阻燃復(fù)合材料的熱釋放速率(HRR)峰值明顯降低。
　　(2)采用熔融共混法制備了PP/IFR和PP/IFR/NiAl LDH納米復(fù)合材料，并用氧指數(shù)儀、垂直

4、燃燒儀、錐形量熱儀等研究聚合物復(fù)合材料的燃燒性能，結(jié)果表明，NiAl-LDH能促進聚合物催化分解成炭，顯著提高高聚物基體的氧指數(shù)值(LOI)和阻燃級別，降低煙密度和HRR峰值;在保持材料良好阻燃級別的條件下，增加NiAl-LDH在阻燃體系中的含量，可以顯著降低IFR的用量;與PP/IFR體系相比，NiAl-LDH的添加可以提高材料的熱穩(wěn)定性和分解殘留量，這與燃燒性能測試相吻合。
　　(3)比較PP/MH+P和PP/MH+P/CoA

5、l LDH納米復(fù)合材料的燃燒性能，結(jié)果表明用適量的LDH代替氫氧化鎂和紅磷，起到良好的阻燃效果，說明CoAl LDH在PP/MH+P阻燃體系中具有良好的協(xié)效作用，提高材料的熱穩(wěn)定性，另外也減少PP在燃燒過程中熔融滴落現(xiàn)象。阻燃機理研究表明，鈷鋁層狀雙氫氧化物片層具有優(yōu)異的分散性和阻隔作用，過渡金屬Co2+的催化成炭作用，提高復(fù)合材料的氧指數(shù)和阻燃級別，降低熱釋放速率峰值、總熱釋放量，其火災(zāi)發(fā)展指數(shù)顯著降低，火災(zāi)性能指數(shù)則增加，降低了材料