Mg(OH)2-CMSs阻燃聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)復合材料的制備及其性能的研究.pdf

1、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有高強度、尺寸穩(wěn)定、耐熱性和耐光性好等一些列優(yōu)異的性能，被廣泛應用于各個領(lǐng)域。在纖維領(lǐng)域中，PET主要用于制造生活用品、服裝、裝飾品等;在非纖維領(lǐng)域中，PET工程塑料主要應用于汽車、電子和儀器等。然而，PET的極限氧指數(shù)(LOI)較低，受熱易熔融分解，遠遠達不到阻燃的標準，使得其應用受到極大限制，因此阻燃PET材料的研究成為當前的熱點。
　　目前，阻燃PET材料的制備主要以加入添加型阻燃劑為主。隨著

2、環(huán)保法不斷地完善阻燃劑在保證具有阻燃性能的同時，正朝著無鹵、納米、抑煙以及減少有害氣體等趨勢發(fā)展。氫氧化鎂(Mg(OH)2)作為無機添加型阻燃劑，具有無毒、抑煙、無腐蝕性、阻燃、價格低廉等優(yōu)點，是一種具有代表性的綠色阻燃劑。碳微球(CMSs)作為一種具有潛力的新型碳材料，它不但具有較好的導電性、導熱性、化學穩(wěn)定性等，而且其熱穩(wěn)定性優(yōu)良，因此CMSs可以作為一種阻燃劑添加到材料中，使材料具有阻燃性能。
　　本課題利用CMSs和Mg(

3、OH)2兩者的優(yōu)點，采用液相沉積法制備了Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑，討論了其制備工藝對Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑形貌和阻燃性能的影響，設計正交實驗研究了較佳工藝條件下 Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑的形貌、微觀結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性，并初步探討了Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑的包覆機理。再將其與PET共混，制備Mg(OH)2/CMSs/PET復合材料，詳細地研究了Mg(OH)2/CMSs/PET復合材料的結(jié)構(gòu)和

4、性能。
　　通過以上研究，結(jié)果表明:
　　(1)通過液相沉積法制備Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑的最佳工藝條件為:Mg(OH)2和CMSs的質(zhì)量比1∶4、反應溫度60℃、反應時間18h、溶劑去離子水和無水乙醇比例為1∶1。
　　(2)對于Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑，Mg(OH)2在CMSs表面形成包覆層，且包覆效果較好、形貌均勻，包覆的厚度約為20nm。Mg(OH)2/CMSs復合阻燃劑的熱穩(wěn)定性優(yōu)于碳微球

5、和氫氧化鎂，并且增多了材料分解的梯度，其不僅充分利用氫氧化鎂和碳微球的協(xié)同作用，還增大了吸收熱量的溫度區(qū)間。
　　(3) Mg(OH)2/CMSs/PET復合材料的阻燃性能優(yōu)于Mg(OH)2/PET和CMSs/PET復合材料，較純PET相比極限氧指數(shù)提高了39.0％，熔滴降低了65.0％，阻燃等級達到UL-94的V-0級。Mg(OH)2/CMS s/PET復合材料燃燒后形成膨脹泡沫狀的炭層結(jié)構(gòu)，在一定程度上起到了隔熱隔氧的作用，提