聚丙烯-有機膦酸鋯復(fù)合材料的制備及其阻燃性能研究.pdf

1、聚丙烯(PP)具有較好的物理機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性，其透明度高、無毒、易加工、耐化學(xué)腐蝕及電絕緣性好。因此被廣泛地應(yīng)用在包裝、化工、建筑、輕工、家電等各個領(lǐng)域。當(dāng)前，PP的應(yīng)用領(lǐng)域還在繼續(xù)拓寬，已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钏仨?。但是，和其他很多聚合物一樣，PP本身屬于易燃材料，其限氧指數(shù)只有17%左右。且燃燒時易產(chǎn)生大量熔滴、致使火焰很容易傳播，從而限制了其應(yīng)用范圍。因此，對聚丙烯開展阻燃方面的研究就尤為必要和重要。為了同時兼顧環(huán)境友好與阻燃效

2、率，納米阻燃劑與膨脹型阻燃劑在當(dāng)今阻燃領(lǐng)域獲得了廣泛地應(yīng)用。但是，阻燃劑與聚合物之間較差的相容性使得聚合物的物理機械性能嚴(yán)重下降，而且會影響聚合物的其它性能。為了保證聚合物的阻燃性能優(yōu)異，又不影響其它性能。所以新型的納米復(fù)配阻燃劑與三元一體膨脹型阻燃劑成為當(dāng)今阻燃研究的主導(dǎo)。有機膦酸鋯因其獨特的結(jié)構(gòu)和性能被廣泛應(yīng)用到阻燃領(lǐng)域，本文基于聚丙烯的燃燒及阻燃機理，討論了有機膦酸鋯復(fù)配協(xié)同阻燃劑對聚丙烯復(fù)合材料阻燃性能的影響。
　　首先，

3、通過熔融共混法制備了聚丙烯/有機膦酸鋯(Zr(AE)3P簡寫為ZrP)/層狀雙金屬氫氧化物(LDH)三元復(fù)合協(xié)效體系并對材料的阻燃性能進(jìn)行研究。研究了ZrP與 LDH不同復(fù)配比對聚丙烯的協(xié)同阻燃效果。通過傅里葉紅外(FTIR)、掃描電鏡(SEM)、X-衍射(XRD)、力學(xué)性能測試儀、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱儀(DSC)、垂直燃燒測試(UL-94)、極限氧指數(shù)(LOI)和微型燃燒量熱儀(MCC)等研究了填料及復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性

4、能、熱穩(wěn)定性能、結(jié)晶性能、阻燃性能及殘?zhí)啃蚊病＝Y(jié)果表明，當(dāng)LDH與ZrP的添加比例為1:3時，協(xié)同阻燃效果最佳。
　　其次，成功制備了雜化有機膦酸鋯/氧化石墨烯膨脹型阻燃劑(GO-Zr(AE)3P)、新戊二醇磷酸酯插層的雜化有機膦酸鋯/氧化石墨烯膨脹型阻燃劑(DPPA-GO-Zr(AE)3P)，并制備了一系列PP/GO-Zr(AE)3P和PP/DPPA-GO-Zr(AE)3P復(fù)合材料。通過X-衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、力

5、學(xué)性能測試儀、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱儀(DSC)、限氧指數(shù)(LOI)和微型燃燒量熱儀(MCC)等研究了填料及復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與形貌、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、結(jié)晶性能、阻燃性能。結(jié)果表明雜化有機膦酸鋯/氧化石墨烯、新戊二醇磷酸酯插層的雜化有機膦酸鋯/氧化石墨烯阻燃劑都呈現(xiàn)出優(yōu)異的阻燃效果，并將其兩種阻燃劑進(jìn)行了對比研究。
　　最后，成功制備了三種酸插層雜化有機膦酸鋯/氧化石墨烯的三種阻燃劑，三種酸分別為新戊二醇磷酸酯(DPPA

6、)、季戊四醇雙磷酸酯(SPDPA)、氰尿酸(CA)。并制備了一系列 PP/DPPA-GO-Zr(AE)3P、 PP/SPDPA-GO-Zr(AE)3P、PP/CA-GO-Zr(AE)3P阻燃復(fù)合材料。通過 X-衍射(XRD)、力學(xué)性能測試儀、熱重分析(TGA)、差示掃描量熱儀(DSC)、垂直燃燒測試(UL-94)、限氧指數(shù)(LOI)和微型燃燒量熱儀(MCC)等表征研究了填料及阻燃復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、熱穩(wěn)定性能、結(jié)晶性能、阻燃性能。