協(xié)效成炭劑在PE-HD膨脹阻燃體系中的協(xié)同作用研究.pdf

1、聚乙烯(PE)作為最重要的通用塑料之一，以其優(yōu)良的性能而廣泛應用于管道、容器、電線電纜等領域。但聚乙烯氧指數(shù)很低，僅為1 7～18％，屬易燃產(chǎn)品，這極大地限制了其應用范圍。
　　 目前PE的阻燃仍以鹵系阻燃劑和無機金屬氫氧化物為主，但鹵系阻燃劑燃燒過程中會產(chǎn)生大量有毒的腐蝕性氣體，無機金屬氫氧化物也由于添加量過大而嚴重影響材料的物理機械性能，相對于傳統(tǒng)的阻燃方式，聚乙烯成炭阻燃新技術具有阻燃效率高、成炭效果明顯、抗熔滴性強、添加

2、量小以及對環(huán)境友好等優(yōu)點，逐漸成為人們研究的熱點。為此，本文針對聚乙烯易燃、成炭率低和熔滴行為嚴重等缺點，從成炭阻燃新技術入手，研究了蛭石層狀硅酸鹽、分子篩以及金屬化合物等三類協(xié)效成炭劑在PE-HD膨脹阻燃體系中的成炭阻燃效果及其作用機理。
　　 首先，對蛭石層狀硅酸鹽在高密度聚乙烯基體中的成炭阻燃性能進行了研究。通過結構修飾法制備了有機改性蛭石，利用XRD、FTIR及激光粒度儀等測試手段對改性效果進行了分析表征；在此基礎上，簡

3、化了有機蛭石的制備工藝，進而有利于工業(yè)推廣應用。用熔融插層法制備了PE-HD/蛭石納米復合材料，XRD、LOI及SEM測試表明，OVMT含量較少時，蛭石片層被剝離達8.83nm以上，復合材料的阻燃性能和抗熔滴性能顯著提高，但隨著OVMT添加量的增大，復合材料逐漸失去了納米效應，其LOI值增幅變得緩慢，表明蛭石作為單一協(xié)效成炭阻燃劑不能完全滿足PE-HD阻燃要求。為此，本文以蛭石礦物/IFR為復合阻燃劑，采用氧指數(shù)、垂直燃燒測試方法研究了

4、不同成炭劑對復合材料阻燃性能的影響，DSC-TG對復合材料熱穩(wěn)定性能和燃燒熱分解行為進行了分析討論，SEM對各體系燃燒后的炭層微觀形貌進行了觀察，并探討了復合阻燃劑在PE-HD中的阻燃機理。
　　 其次，分別研究了不同分子篩及金屬化合物與膨脹阻燃體系的協(xié)同阻燃作用。復合材料的DSC-TG、LOI、SEM等測試表明：適量的分子篩能催化加速IFR體系交聯(lián)、成炭，對復合材料阻燃性能的提高起到很好地協(xié)同作用，并能改善材料的成炭性、形狀保