可膨脹石墨填充聚丙烯復合材料的結構與性能.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、聚丙烯(PP)一直是有機高分子合成材料最重要的產(chǎn)品,但PP的氧指數(shù)低,容易燃燒,且燃燒速率快,發(fā)熱量高,并伴有熔滴現(xiàn)象,容易引起火災,限制了其在實際中的廣泛應用。盡管對填充型阻燃劑改性PP已經(jīng)有不少研究,并取得了很大進展。但是絕大部分阻燃劑的加入都會破壞PP的力學性能。本研究工作針對以上問題,采用新型阻燃劑可膨脹石墨,考察了其對PP阻燃性能,力學性能和熔融結晶等方面的影響,將主要結論歸結為以下幾點: 可膨脹石墨是一種經(jīng)硫酸和硝酸

2、插層后的石墨,和普通石墨有類似的晶體結構。每一層中,EG靠碳原子的共價鍵作用。層與層之間靠范德華力作用。膨脹后的EG粒子有許多空隙,該空隙是由于石墨碳層間被高溫膨脹爆破所致。經(jīng)過高混機混合后,由于機械力的作用,石墨粒子的平均粒徑和平均面積都有明顯減小,層數(shù)也變?yōu)榈煤苄?,甚至單層?壓制成型的EG/PP復合材料阻燃性能優(yōu)于注射成型。分析其機理,由于燃燒后的膨脹石墨粒子作為燃燒樣品的物理阻隔層,隔絕氧氣和燃燒的樣品基體,從而達到阻燃

3、的目的。壓制成型試樣在加工過程中所受剪切作用較小,石墨的層狀結構保留較完整,所以有足夠的膨脹倍率,能較多的覆蓋樣品的表面,從而達到阻燃的目的;而對于注射成型試樣而言,由于加工過程中所受剪切作用較大,石墨的層狀結構保留很不完整,所以膨脹倍率較小,燃燒后產(chǎn)生的膨脹石墨粒子較小,不足以覆蓋樣品表面,最終導致PP的阻燃性能較差。 EG/PP復合材料的沖擊性能隨著EG含量的增加先升高后降低。在5%時出現(xiàn)最大值。體系的拉伸強度也隨著EG含量

4、的增加而緩慢降低。體系的模量隨EG的含量增加呈上升趨勢。將EG/PP試樣退火后,體系的沖擊性能有較大提高,并且隨著EG含量的增加,同樣有一個先升高后降低的過程。 加入EG粒子以后,PP晶片厚度變化不大,但更均勻,結晶的均勻性略有提高。EG粒子還有成核劑的作用,使PP從均相成核過程轉變?yōu)楫愊喑珊诉^程,結晶時間大大縮短,形成的α球晶尺寸大大降低。退火后,PP和PP/EG體系的晶體結構都有一定程度的完善,晶片厚度有一定的增加,熔點升高

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