鐵蒙脫土協(xié)效阻燃聚合物納米復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)、聚苯乙烯(PS)等聚合物具有易加工，耐化學(xué)藥品等優(yōu)良特性，廣泛應(yīng)用于家電建筑和汽車等領(lǐng)域，然而這些聚合物極易燃燒，使其應(yīng)用領(lǐng)域受到很大限制。本論文對清潔高效阻燃技術(shù)及復(fù)合材料阻燃性能測試方法進(jìn)行了綜述，結(jié)合國內(nèi)外阻燃研究進(jìn)展和本課題組有關(guān)工作的基礎(chǔ)，認(rèn)為納米復(fù)合與過渡金屬元素的催化成炭相結(jié)合有望發(fā)展成為聚合物材料的新型阻燃技術(shù)?；诖?，采用水熱法設(shè)計合成具有層狀結(jié)構(gòu)和過渡金屬鐵離子且組分可調(diào)的新型鐵基蒙脫土，并與無鹵阻燃

2、劑協(xié)效用于制備阻燃PP/IFR/Fe-OMT、HIPS/ATH/Fe-OMT等納米復(fù)合材料，研究了鐵基蒙脫土與膨脹型阻燃劑和氫氧化鋁協(xié)效阻燃聚合物體系的結(jié)構(gòu)、燃燒性能，并對其機(jī)理進(jìn)行了推導(dǎo)。主要工作如下:
　　(1)采用水熱法制備出新型鐵蒙脫土，采用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)、紅外光譜(FT-IR)等對鐵蒙脫土(Fe-MMT)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征，表明形成了Fe-MMT的片層晶體結(jié)構(gòu);用十六烷基三甲基溴

3、化銨對其進(jìn)行有機(jī)改性得到有機(jī)改性鐵蒙脫土(Fe-OMT)，有機(jī)改性劑使蒙脫土層間距增大;并通過熱重分析(TGA)對Fe-MMT和Fe-OMT的熱解和穩(wěn)定性進(jìn)行了研究。
　　(2)采用熔融共混法制備了PP/IFR/Fe-OMT納米復(fù)合材料。采用XRD、FT-IR、TEM對聚合物復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征，結(jié)果表明得到的聚合物復(fù)合材料為層離或插層結(jié)構(gòu);采用氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒(UL94)、煙密度儀、錐形量熱儀等研究聚合物復(fù)合材料的

4、燃燒性能，結(jié)果顯示Fe-OMT能促進(jìn)聚合物催化分解成炭，顯著提高聚合物的LOI和阻燃級別，降低煙密度和熱釋放速率峰值;Fe-OMT在阻燃體系中的協(xié)效作用能使IFR的用量大幅度減少，并能夠保持材料良好的阻燃級別。
　　(3)采用熔融共混法制備了插層型的HIPS/ATH/Fe-OMT納米復(fù)合材料。通過與HIPS/ATH、HIPS/ATH/Na-OMT和HIPS/ATH/Fe2O3等復(fù)合材料在燃燒性能方面的對比發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)e-OMT在HIP