水滑石的改性及其阻燃環(huán)氧樹脂的應(yīng)用研究.pdf

1、層狀復(fù)合氫氧化物（layered double hydroxide,LDHs）又稱為水滑石，由于其獨(dú)特的化學(xué)組成和層狀結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出良好的阻燃性能和抑煙性能，是近幾年無鹵阻燃劑研究熱點(diǎn)之一。為了提高無機(jī)類水滑石（LDHs）系阻燃劑在聚合物基體中的分散性以及阻燃性能，本論文采用十二烷基苯磺酸鈉（SDBS）插層改性水滑石和有機(jī)磷硅化合物DOPO-IPTS表面改性水滑石。以環(huán)氧樹脂為基體，重點(diǎn)研究了改性后水滑石對(duì)環(huán)氧樹脂（EP，E51）熱穩(wěn)定性

2、以及阻燃性能的影響。歸納起來，本論文研究主要內(nèi)容有三部分：
　?。?）采用恒定pH共沉淀法，成功合成了MgZnAl-SDBS-LDHs水滑石。紅外（FTIR）光譜中在出現(xiàn)了SDBS中SO3-基團(tuán)的特征峰。X射線衍射（XRD）測(cè)試結(jié)果表明：插層改性后水滑石層間距離由0.76nm增大至2.96nm。阻燃性能測(cè)試表明，加入10％的MgZnAl-SDBS-LDHs作為阻燃劑，環(huán)氧樹脂EP極限氧指數(shù)（LOI）由19.5%增加到23.0%。拉

3、曼表征說明，層板上摻雜Zn離子以及同時(shí)用SDBS插層改性的LDHs更有助于復(fù)合材料在燃燒過程中炭層的形成，因而阻燃性得到一定程度的提高。
　?。?）以9,10-二氫-9-氧雜-10-磷雜菲-10-氧化物（DOPO）和異氰酸丙基三乙氧基硅烷（IPTS）為原料，成功的合成了一種粘稠狀含磷含硅的阻燃劑DOPO-IPTS，其結(jié)構(gòu)與組成通過FTIR、1H NMR、31P NMR進(jìn)行表征。以不同比例加入到環(huán)氧樹脂中，研究DOPO-IPTS對(duì)環(huán)

4、氧樹脂熱穩(wěn)定性、阻燃性影響。研究結(jié)果表明，EP/DOPO-IPTS復(fù)合材料釋放速率峰值（PHRR）比純EP降低了57.0%左右，總的熱釋放量（THR）從112.8MJ/m2降低為94.4MJ/m2。DOPO-IPTS添加量為5%和10%的極限氧指數(shù)分別為25.5%和28.0%，初始降解溫度T5%相對(duì)于純EP分別提高了19.5℃和9.1℃。
　?。?）用磷硅化合物（DOPO-IPTS）表面改性水滑石（MgZnAl-CO3-LDHs）

5、。以異氰酸丙基三乙氧基硅烷偶聯(lián)劑（IPTS）作為“橋梁”，通過脫水縮合方式將DOPO-IPTS和 MgZnAl-CO3-LDHs以化學(xué)鍵連接起來，得到目標(biāo)產(chǎn)物DI-MgZnAl-CO3-LDHs。將DI-MgZnAl-CO3-LDHs應(yīng)用到環(huán)氧樹脂，得到EP/DI-MgZnAl-CO3-LDHs復(fù)合材料，通過熱分析（TG）、錐形量熱儀（CONE）、極限氧指數(shù)（LOI）和拉曼對(duì)復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性、阻燃性能進(jìn)行表征，結(jié)果表明復(fù)合材料EP/D