磷鎢酸和Ni2O3催化炭化聚丙烯及其阻燃性能的研究.pdf

1、聚丙烯（PP）廣泛應(yīng)用于建筑、汽車(chē)、化工等行業(yè)，因?yàn)镻P難降解的特點(diǎn)給廢舊PP回收利用帶了極大困難，傳統(tǒng)的深埋和焚燒是對(duì)資源的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染；另一方面因?yàn)镻P自身富碳結(jié)構(gòu)而使其阻燃性能差。本論文以此兩問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，在組合催化劑 Ni2O3和二氧化硅負(fù)載磷鎢酸（HPW-SiO2）作用下，以PP作為碳源，700℃條件下采用一步法制備磁性C/Ni/SiO2-x納米材料，殘?zhí)柯实慕Y(jié)果顯示在Ni2O3存在條件下，PP復(fù)合材料制備的磁性C/Ni

2、/SiO2-x納米材料的生成量取決于復(fù)合材料中HPW-SiO2的含量，這歸因于HPW-SiO2和Ni2O3之間的協(xié)同效應(yīng)，當(dāng) PP復(fù)合材料中HPW-SiO2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10％時(shí)， C/Ni/SiO2-x納米材料生成率接近70%。通過(guò) SEM、TEM研究，所制備的C/Ni/SiO2-x納米材料主要以多壁碳納米管（MWCNTs）為主，含有少量的無(wú)定型炭和SiO2，并且可以通過(guò)調(diào)節(jié)PP復(fù)合材料中HPW-SiO2的含量控制C/Ni/SiO2-

3、x納米材料的形貌，同時(shí)XRD和Raman的研究結(jié)果說(shuō)明其對(duì)C/Ni/SiO2-x納米材料的石墨化程度有明顯的影響，采用TGA研究了PP復(fù)合材料中HPW-SiO2的含量對(duì)C/Ni/SiO2-x納米材料熱穩(wěn)定性能的影響，結(jié)果表明，隨著 HPW-SiO2的含量的增加，C/Ni/SiO2-x納米材料熱穩(wěn)定性提高，和PP相比，當(dāng)HPW-SiO2的含量為10.0%時(shí)，C/Ni/SiO2-x納米材料的最大熱失重溫度提高了43℃。最后，選取 C/Ni/

4、SiO2-7.5納米材料為吸附質(zhì)，以甲基藍(lán)（MB）為目標(biāo)吸附物探索了C/Ni/SiO2-x納米材料在水處理方面的應(yīng)用，結(jié)果顯示C/Ni/SiO2-7.5納米材料對(duì)MB具有良好的吸附效果。
　　因?yàn)槿紵商繉?duì)于聚合物的阻燃性能的提高是很有幫助的，所以，為了研究組合催化劑Ni2O3和HPW-SiO2對(duì)PP阻燃性能的影響，通過(guò)熔融共混的方法制備了PP/5Ni2O3和PP/5Ni2O3/xHPW-SiO2復(fù)合材料，x=1、3、5%，首先研

5、究了組合催化Ni2O3和HPW-SiO2對(duì)成炭率、材料熱穩(wěn)定性能、機(jī)械性能的影響，最后，研究了PP復(fù)合材料的阻燃性能。在PP基體中加入Ni2O3和HPW-SiO2不僅使成炭率增加明顯，PP復(fù)合材料在空氣條件下的熱穩(wěn)定性能和機(jī)械性能也有顯著提高，特別是阻燃性能提高十分明顯，極大的降低了材料的熱釋放速率（HRR）、最大熱釋放速率（PHRR）、熱釋放總量（THR）、質(zhì)量損失速率（MLR）、煙釋放速率（SPR）的影響，此外CO和CO2釋放速率也