層狀氫氧化物及其阻燃應(yīng)用.pdf

1、層狀氫氧化物(layered double hydroxides，縮寫LDHs)具有結(jié)合緊密的氫氧化物層和處于層間的可自由交換的陰離子。它是一類近年來(lái)引起人們關(guān)注的新型材料，在離子交換、水處理、復(fù)合材料、催化材料、電化學(xué)等方面得到廣泛的研究和應(yīng)用。層狀氫氧化物因?yàn)樵谑軣岱纸鈺r(shí)吸熱并釋放出水、C02等不燃物，并促使可燃材料碳化，近年來(lái)被用作阻燃劑。鎂鋁層狀氫氧化物阻燃劑兼具氫氧化鎂和氫氧化鋁的無(wú)鹵、消煙、無(wú)毒的優(yōu)點(diǎn)，又具有更寬的分解溫度范

2、圍，而且價(jià)格便宜，是一種很有希望的新型無(wú)機(jī)阻燃劑。由于無(wú)機(jī)阻燃劑與聚合物相容性存在問(wèn)題，利用層狀氫氧化物的陰離子交換性，將有機(jī)的陰離子引入無(wú)機(jī)阻燃劑層間，期望能改善無(wú)機(jī)阻燃劑與聚合物的相容性。 本文首先以鎂鋁層狀氫氧化物為基礎(chǔ)，采用共沉淀法，分別將硬脂酸鈉、苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸、對(duì)甲基苯磺酸鈉的有機(jī)陰離子引入到層間，合成了一系列的層狀氫氧化物。并用XRD、IR對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征，結(jié)果表明，以上有機(jī)物的陰離子已經(jīng)成功插入到層間，產(chǎn)物

3、的結(jié)晶性良好。 大量合成的產(chǎn)物團(tuán)聚嚴(yán)重，必須利用球磨機(jī)進(jìn)行粉碎。正交試驗(yàn)確定了最佳的球磨參數(shù)：時(shí)間30min、球料比4：1、轉(zhuǎn)速30Hz,，粉末的平均粒徑在35 um左右。 在與聚合物混合加工的過(guò)程中，如果粉末含水過(guò)多，會(huì)使聚合物產(chǎn)生起泡現(xiàn)象，嚴(yán)重影響制品的機(jī)械性能，因此在加工之前，要對(duì)粉末進(jìn)行充分脫水。本實(shí)驗(yàn)選擇分別在130℃、150℃、170℃對(duì)對(duì)羥基苯甲酸進(jìn)行脫水。最終得出，在170℃下干燥6.5h，產(chǎn)品中的物理吸

4、附水和部分層間水基本脫除干凈，對(duì)羥基苯甲酸粉末失重率為17.50％。其余幾種合成產(chǎn)物均在170℃進(jìn)行了脫水。 阻燃劑與聚合物的加工采用的是雙輥混煉機(jī)和平板硫化機(jī)。將實(shí)驗(yàn)室合成的幾種層狀氫氧化物按100g、125g、150g的加入量分別與100g EVA-28(乙烯-醋酸乙烯酯共聚物)在雙輥混煉機(jī)上共混，然后在平板硫化機(jī)上制成板材，冷卻后按照不同的國(guó)標(biāo)制得樣條。對(duì)樣條進(jìn)行阻燃和力學(xué)性能測(cè)試。通過(guò)氧指數(shù)、水平燃燒、垂直燃燒實(shí)驗(yàn)來(lái)衡量

5、產(chǎn)物的阻燃性能，通過(guò)測(cè)試樣品的拉伸強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率來(lái)衡量產(chǎn)物對(duì)聚合物力學(xué)性能的影響。 與空白EVA-28相比，苯甲酸、對(duì)羥基苯甲酸的加入對(duì)其阻燃性提高不大，這兩種阻燃劑隨添加量的增加，阻燃效果也沒(méi)有太大提高；硬脂酸加入后可提高EVA-28的阻燃性，但是阻燃效果隨著添加量的增加提高不多；對(duì)甲基苯磺酸對(duì)EVA-28阻燃性的提高較明顯，在125g添加量時(shí)，阻燃效果最好。 力學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，隨著阻燃劑的加入量增加，材料拉伸強(qiáng)度增