ABS-蒙脫土納米復(fù)合材料及其協(xié)效阻燃作用研究.pdf

1、本文采用十六烷基三甲基溴化胺(CTAB)為插層劑對鈉基蒙脫土(Na-MMT)進(jìn)行有機(jī)化改性，得到有機(jī)改性蒙脫土(OMMT)。用X-射線(XRD)、熱重分析(TG)、差示掃描量熱分析(DSC)、傅立葉轉(zhuǎn)換紅外光譜(FT-IR)對其進(jìn)行分析。用熔融插層法分別制備了ABS/MMT納米復(fù)合材料和ABS/TPP/MMT納米復(fù)合材料。采用了X-射線、透射電子顯微鏡(TEM)對復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和表征；采用熱重分析法研究了復(fù)合材料的穩(wěn)定性；采用萬

2、能力學(xué)試驗(yàn)機(jī)研究了復(fù)合材料的拉伸性能和抗沖擊性能：采用氧指數(shù)儀、垂直燃燒試驗(yàn)機(jī)、錐形量熱儀研究了復(fù)合材料的燃燒性能；采用掃描電鏡(SEM)對燃燒后試樣的炭層形貌進(jìn)行了分析。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：鈉基蒙脫土經(jīng)過通過十六烷基三甲基溴化胺有機(jī)化插層處理后轉(zhuǎn)化為有機(jī)化蒙脫土。XRD表明其層間距由1.46nm擴(kuò)大到2.71nm：熱分析(DSC，TG)也表明有機(jī)化蒙脫土在70～700℃溫度范圍內(nèi)質(zhì)量損失了25％。IR表明插層劑通過離子交換反應(yīng)進(jìn)入

3、蒙脫土層間，改善了蒙脫土片層的表面性能，增加了與聚合物的相容性：XRD、TEM都表明ABS插層到蒙脫土的片層間形成ABS/OMMT納米復(fù)合材料和ABS/TPP/蒙脫土納米復(fù)合材料；ABS/OMMT復(fù)合材料在蒙脫土質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4％時(shí)沖擊強(qiáng)度最大，比純PP增大了約70％，拉伸強(qiáng)度最大，比純PP增大了約15％；TG分析表明ABS/OMMT復(fù)合材料的分解溫度隨OMMT含量的增大而升高，剩炭率也逐漸增大，最大達(dá)到7.8％，ABS/TPP/MMT納米

4、復(fù)合材料在熱解過程中表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性，在500℃時(shí)的殘余碳含量由6％增加到11％；.ABS/OMMT納米復(fù)合材料和ABS/TPP/蒙脫土納米復(fù)合材料的LOI都比純的ABS提高很多，而且兩種復(fù)合材料的氧指數(shù)都是在當(dāng)蒙脫土含量為4％時(shí)達(dá)到最大，前者為23.0，后者為28.0；垂直燃燒測試分析得到：沒有添加TPP的ABS/MMT納米復(fù)合阻燃材料都沒有達(dá)到V-0級別，添加TPP的ABS/TPP/MMT納米復(fù)合阻燃材料ABS1'，ABS3'，

5、ABS5'阻燃性能有明顯提高，均達(dá)到了V-0燃燒級別；錐形量熱儀測試顯示當(dāng)加入4％的MMT后，熱釋放速率峰值較純ABS降低了47.3％：當(dāng)同時(shí)添加4％的MMT和10％的FPP時(shí)，較純ABS降低了57.3％：純的ABS的總熱釋放量要比添加阻燃劑后的復(fù)合材料高出120MJ.m-2；質(zhì)量損失速率的最高值分別降低了40.6％和53.1％；生煙速率的最高值分別降低了33.3％和50％；總生煙量也有明顯的降低；有效緩解了燃燒速率，提高了其阻燃性能。