SiO2-APP-LDHs在聚丙烯中的協(xié)同分散及協(xié)效阻燃作用研究.pdf

1、采用共沉淀法合成了鎂鋁型層狀復合金屬氫氧化物(Mg-Al-NO3-LDHs)和十二烷基苯磺酸鈉(SDBS)有機改性的層狀復合金屬氫氧化物(Mg-Al-SDBS-LDHs)。采用KH-550對納米SiO2進行有機改性。用熔融共混法制備了PP/Mg-Al-NO3-LDHs/SiO2和PP/Mg-Al-SDBS-LDHs/APP復合材料。采用XRD、SEM、TEM對材料的結構進行分析和表征;采用TGA、氧指數儀、水平垂直燃燒儀和錐形量熱儀對復

2、合材料的熱穩(wěn)定性和阻燃性進行測試和表征。
　　XRD結果分析表明 Mg-Al-SDBS-LDHs的層間距明顯比 Mg-Al-NO3-LDHs層間距增大,由0.8787nm增大到3.1574nm,且單十二烷基苯磺酸的分子鏈長約為2.69nm,因此可以推斷出該有機陰離子在LDHs層間排列方式為單鏈垂直排列。納米SiO2的平均粒徑由改性前的349.1nm減小到293.7nm。Zeta電位分析表明,納米SiO2溶液的Zeta電位為由改性前

3、的2mV上升到21.3mV。紅外結果表明經過KH-550有機改性后的納米SiO2, KH-550以化學吸附方式附著在納米SiO2的表面。
　　復合材料結構分析表明,相比 PP/Mg-Al-SDBS-LDHs復合材料體系,在添加納米SiO2和聚磷酸銨(APP)后Mg-Al-SDBS-LDHs在聚合物中的分散性有明顯改善,團聚現(xiàn)象明顯減少。TGA測試表明PP/5％Mg-Al-SDBS-LDHs/10%SiO2復合材料的初始分解溫度較純

4、 PP增長了75℃。經過600℃加熱后復合材料的殘留量達到11.18%;PP/2%Mg-Al-SDBS-LDHs/28%APP復合材料的初始分解溫度較純PP比增長了97℃。經過600℃加熱后復合材料的殘留量達到12.9%。所有復合材料樣品均能達到UL-94水平燃燒測試的標準,PP/Mg-Al-SDBS-LDHs/APP可以達到V-2級垂直燃燒測試標準。
　　錐形量熱分析表明,當Mg-Al-SDBS-LDHs的添加量為5%時,納米S

5、iO2添加量分別為3%、5%、10%時,復合材料的PHRR分別為721、533、485kW/m2,相比純PP分別下降了12%、35%和41%。并且復合材料PHRR的下降隨著納米SiO2的增加而增加。當Mg-Al-SDBS-LDHs添加量為5%,納米SiO2添加量分別為3%、5%和10%時,復合材料AMLR分別為8.0、7.4、6.5g/s,相比純PP分別降低了0.3、0.9和1.8。當無機填料添加量固定為30%,Mg-Al-SDBS-L