納米稀土層狀雙氫氧化物的可控制備及阻燃性能研究.pdf

1、層狀雙氫氧化物(簡稱LDHs)又稱水滑石(HT),由于其具有獨特的層狀結構和奇特的性能,當將其添加到聚合物之中時,具有環(huán)境友好、高效無毒、有效抑煙等優(yōu)點,其相關研究已成了近幾年研究的熱點。稀土元素由于具有特殊的電子結構,使其在催化、發(fā)光、磁性等領域的應用具有很大的潛力,特別是作為耐火材料添加劑的相關領域的研究受到了廣泛重視。從已報道的相關文獻來看,一般是以螯合物形式將稀土元素負載到層狀雙氫氧化物的層間,而直接將稀土元素通過同晶取代置換到

2、LDHs層板上的報道還很少。
　　 本論文將采用制備簡單的微波晶化低飽和共沉淀法,快速制備出一系列含稀土LDHs,考察了摻雜稀土量對LDHs結構的影響,并將其添加到聚合物中考察了其對聚合物的阻燃性能、力學性能,抑煙性能等的影響,獲得了以下具有創(chuàng)新性的結果。
　　 通過低飽和態(tài)共沉淀法,輔助微波手段,制備了系列含稀土Ce和La的LDHs；并通過XRD和FT-IR等對其結構進行了表征,篩選出結晶度高,晶相單一的樣品Zn-Al

3、-Ce-LDHs(n(Zn2+)/n(Al3+)=3,n(Ce3+)/n(Al3+=1/2),將其用于聚丙烯(PP)中,考察了復合材料的阻燃性能。當Zn-Al-Ce-LDHs添加量為10％時,將PP的極限氧指數(LOI)由17.4％提高到22％,而且隨著LDHs添加量的提高,材料的極限氧指數也隨之升高,與添加量呈線性關系。當Zn—Al—Ce-LDHs添加量為50％時,PP的極限氧指數可達到28％,說明Zn-Al-Ce-LDHs能有效地提

4、高復合材料的阻燃性能。
　　 采用不同類型的LDHs、在復合材料中保持相同的添加量,研究了LDHs/PP復合材料的熱穩(wěn)定性,結果表明:在低溫段,Zn-Al-Ce-LDHs能有效的延緩復合材料的熱降解的反應的發(fā)生；在高溫段,Zn-Al-Ce-LDHs/PP的殘?zhí)苛棵黠@高于Mg-Al-LDHs/PP、Mg-Al-Ce-LDHs/PP,說明Zn-Al-Ce—LDHs具有明顯的促進復合材料成炭的效果。在采用相同Zn-Al—Ce-LDHs

5、、不同LDHs添加量的復合材料中,復合材料的熱穩(wěn)定性和殘?zhí)柯蕛H與添加量有關,且殘?zhí)苛颗c添加量基本呈線性關系。
　　 將Zn-Al-Ce-LDHs與EVA進行熔融混合制備成復合材料,對其進行極限氧指數以及錐形量熱等燃燒性能測試,結果表明:當Zn-Al-Ce-LDHs的添加量少于40％時,對復合材料的阻燃性提高不明顯,但是超過40％時,對復合材料的阻燃性有了大幅度的提高,同時,復合材料的熱釋放速率和煙釋放速率隨著Zn-Al-Ce-L