無鹵阻燃EVA、POE及其交聯(lián)改性復合材料的制備和性能研究.pdf

1、鎂鋁水滑石(LDH)結(jié)構(gòu)組成中具有結(jié)晶水、羥基等，并且其層板間含有碳酸根，具有較好的阻燃、抑煙功能，是一種高效、無鹵、無毒、低煙，環(huán)保的新型阻燃劑。本文研究了納米氫氧化鎂(NMH)和納米水滑石(NLDH)對阻燃乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)復合材料微觀結(jié)構(gòu)、力學性能、燃燒性能及熱性能的影響。實驗結(jié)果表明，NLDH不僅在提高極限氧指數(shù)(LOI)、改善垂直燃燒性能和降低熱釋放速率(HRR)等方面的作用優(yōu)于NMH，而且在抑煙方面也優(yōu)于NMH，

2、是一種較好的阻燃抑煙劑。要使復合材料的阻燃性能達到一定要求，NLDH的添加量仍然較大，對材料的力學性能造成了嚴重的影響；本論文研究了NLDH與微膠囊化紅磷(MRP)及白炭黑(SiO<,2>)在EVA中的阻燃協(xié)效作用。結(jié)果表明，MRP與NLDH協(xié)效阻燃EVA有利于提高材料的LOI和UL-94垂直燃燒級別。熱重分析表明，在空氣條件下，MRP與NLDH協(xié)效阻燃EVA有利于提高復合材料的成炭量。采用Kissinger、Friedman和Flyn

3、n-Wall-Ozawa三種方法研究的熱解動力學分析表明，材料阻燃性能的提高可能與熱解過程表觀活化能的增加有關，即存在能量阻隔作用機理；白炭黑(SiO<,2>)作為EVA/NLDH復合材料的阻燃協(xié)效劑有利于改善材料的垂直燃燒性能。 研究了用硬脂酸和鈦酸酯偶聯(lián)劑改性的NLDH對EVA/NLDH復合材料的力學性能、燃燒性能及熱性能的影響。結(jié)果表明，在添加量相同的條件下，硬脂酸改性的NLDH性能要比鈦酸酯改性的NLDH性能優(yōu)良，其主要

4、原因可能與界面和分散性有關；另外，研究了VA含量對EVA/NLDH復合材料的力學性能和燃燒性能的影響。結(jié)果表明，VA含量影響NLDH的阻燃效率。這是由于EVA分解釋放的醋酸與具有堿性的NLDH發(fā)生反應，降低了NLDH的阻燃效率。 研究了γ射線輻射交聯(lián)對EVA/NLDH/MRP復合材料的力學性能、阻燃性能、熱穩(wěn)定性及抗熱變形能力的影響。結(jié)果表明，γ射線輻射是對EVA/NLDH/MRP復合材料進行交聯(lián)的一種有效手段。經(jīng)適度輻射交聯(lián)的

5、EVA/NLDH/MRP復合材料的力學性能、阻燃性能及抗熱變形的能力顯著改善，輻射劑量為100kGy時是最佳值；研究了硅烷交聯(lián)對MH阻燃EVA的影響，結(jié)果表明，硅烷交聯(lián)有利于提高EVA/MH體系的阻燃性能和力學性能。同時阻燃體系中添加硅氧烷有利于提高EVA/MH復合材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性能。 采用成核-晶化隔離法制備了Mg/Al-CO<,3> LDHs和Mg/Al/Fe-CO<,3> LDHs。通過XRD、FT-IR、TG、T

6、EM等分析手段對LDHs化合物進行了表征。采用熔融共混法制備了EVA/LDHs阻燃復合材料，通過LOI、UL-94垂直燃燒試驗、TG、錐型量熱計等表征手段研究了添加Mg/Al-CO<,3> LDHs和Mg/Al/Fe-CO<,3> LDHs對EVA樹脂的熱性能及燃燒性能的影響。實驗結(jié)果表明，在LDHs中引入適量的Fe<'3+>可以提高復合材料的LOI，改善材料燃燒過程中的熔融滴落現(xiàn)象，使阻燃級別提高到V-0級，而且可以降低HRR、延長燃

7、燒時間，使熱釋放速率最大值出現(xiàn)的時間有所延遲。 研究了乙烯-辛烯共聚物(POE)的硅烷接枝交聯(lián)反應，探討了硅烷用量、反應時間和反應溫度對POE接枝程度的影響；采用熱分析手段，研究了硅烷交聯(lián)POE的熱穩(wěn)定性；同時采用差示掃描量熱(DSC)法，對硅烷交聯(lián)POE進行了非等溫結(jié)晶動力學分析；結(jié)果表明，硅烷用量增加、反應時間延長、反應溫度升高均可以增加POE的接枝程度；經(jīng)過硅烷交聯(lián)后體系的熱穩(wěn)定性隨交聯(lián)程度的增加而提高。研究了硅烷交聯(lián)體系