改性高岭土填充阻燃聚丙烯复合材料的制备与性能研究
发布时间：2020-12-29 08:30
聚丙烯（PP）因其具有良好耐化学腐蚀、良好的力学性能、易于加工成型等优良性能而被广泛应用于现代塑料制品,但PP氧指数低,且燃烧伴有熔滴,容易引起火灾,这极大地限制了聚丙烯的应用。在PP阻燃材料中,添加型阻燃剂种类繁多。其中,膨胀型阻燃剂（IFR）是目前研究中应用最广,效果较好,且比较环保的添加型阻燃剂,但是IFR极性大,易吸潮起霜,添加过量,会恶化复合材料的力学性能。高岭土属于具有层状硅酸盐结构的无机刚性粒子,在我国因其廉价易得、可塑性强,耐热性好等优良性能而具备受关注。在高岭土改性研究中,对高岭土进行插层改性是研究热点之一。利用具有特殊官能团的有机小分子作为插层剂制备高岭土插层复合物可使其成为性能优良的功能型材料。本文以PP作为基体材料,选IFR作为阻燃剂,用高岭土/尿素复合物（KU）作为无机填料,最后采用熔融共混的方法制备膨胀型阻燃聚丙烯复合材料,研究材料的加工、力学、热稳定及燃烧性能。具体如下:第一部分:以PP为原料,选用高岭土/尿素插层复合物为填料,聚磷酸铵（APP）和聚戊四醇（PER）作为膨胀阻燃剂,通过熔融共混的方法制备阻燃聚丙烯复合材料。采用转矩硫变仪、熔体流动速率仪、万...
【文章来源】：南宁师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PP及PP复合材料的偏光显微镜照片
图 2-7 KU 含量不同的复合材料断口形貌(a.PP/IFR b.PP/IFR/5KU c.PP/IFR/10KU d.PP/IFR/15KU)本章小结1）当改性高岭土含量为 5%时，复合材料体系塑化时间较短，平衡扭矩最%时，熔体粘度较小，塑化性能和流动性能较好，利于体系加工。2）XRD 和偏光显微分析显示，阻燃剂和高岭土的加入有效促进 PP 晶型转，加速 PP 结晶速率，随 KU 添加量的增加，晶核密度增大。3）随着高岭土含量的增加，复合材料的拉伸强度先增大后减小，断裂伸长长变化的趋势，当 KU 含量为 5%时，复合材料的拉伸强度达到最大值 25裂伸长率也达到最大值 39.4%。随着高岭土含量的增大，体系的冲击强度，当含量为 5%时，复合材料的冲击强度达到 70.86 kJ/m2。
图 3-4 PP/IFR/5KU 复合材料燃烧测试后样品照片3.3.4 聚丙烯复合材料接触角测试分析膨胀阻燃剂易吸湿，APP 属于铵盐类化合物，分子链上存在铵基，导致粒子面能高，容易吸潮性[76-78]，另外 PER 属于多元醇化合物，亲水性较强，应用于材常使材料的吸湿性较大，导致阻燃剂颗粒或者其他的填充颗粒易于迁出样品表面材料的性能[79, 80]，影响复合材料的燃烧性能，因而有必要对样品的吸湿性进行测样品的接触角可以用于衡量物质与液体湿润关系的重要手段，一般地，接触角越品表面极性越大，吸湿性越大，样品表现为吸水性，反之，样品表现为憎水性。燃样品，为了保证阻燃剂的溶解和流失，接触角越大的样品，阻燃剂越能被保留60708090ecdbe°)(a
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车用聚丙烯树脂的开发及国内应用现状[J]. 张建耀,刘春阳. 中国塑料. 2018(02)
[2]TG-MS联用技术研究膨胀阻燃聚丙烯的热降解机理[J]. 陆春谊,周全,庞锦英,谭登峰,莫羡忠,韦平. 塑料科技. 2018(01)
[3]膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃改性的研究进展[J]. 王迪,姚泽昊,朱文利. 塑料科技. 2017(12)
[4]采用TGA/FT-IR分析聚丙烯复合材料的热氧化降解行为[J]. 刘昌华,刘炜烽,蒋婷,洪静,邓僖,黄进. 功能材料. 2017(11)
[5]不同成核作用硅灰石对回收聚丙烯结晶性能的影响[J]. 丁茜,罗建新,刘勇,欧金花. 塑料科技. 2017(10)
[6]无卤膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料[J]. 周靖轩,王梦宾,张为. 消防科学与技术. 2016(10)
[7]耐水型膨胀阻燃剂对阻燃聚丙烯性能的影响[J]. 丁耀莹,仪德启,杨荣杰. 合成树脂及塑料. 2016(05)
[8]高岭石插层复合物制备研究进展[J]. 梁夏夏,张白梅. 科技创新导报. 2016(26)
[9]高岭土插层改性的现状与研究进展[J]. 张汀兰,曾雄丰,王梦幻,张文丽. 山东陶瓷. 2016(04)
[10]三聚氰胺系阻燃剂的应用研究进展[J]. 金东. 精细与专用化学品. 2016(07)
博士论文
[1]高岭土基多维度材料增强聚丙烯复合材料阻燃性能的研究[D]. 唐武飞.北京化工大学 2017
[2]协同膨胀阻燃聚丙烯研究[D]. 刘国胜.北京理工大学 2014
[3]高岭土/有机插层复合物的制备、表征及插层机理研究[D]. 张生辉.中国矿业大学 2012
[4]耐水高效膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 赖学军.华南理工大学 2012
[5]膨胀阻燃聚丙烯的改性及协同作用研究[D]. 任强.上海交通大学 2010
[6]偏高岭石—聚合物复合材料的制备、表征及机理研究[D]. 许涛.中国地质大学 2010
[7]膨胀型阻燃聚丙烯复合材料制备、性能与机理的研究[D]. 吕品.中国科学技术大学 2008
[8]聚丙烯/聚磷酸铵复合材料及其增韧体系的结构和性能[D]. 吕明福.北京化工大学 2005
[9]高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨[D]. 王万军.中南大学 2005
硕士论文
[1]膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 韩悦.华北理工大学 2017
[2]高岭土湿法改性及应用的研究[D]. 李晓晓.青岛科技大学 2016
[3]高岭石有机插层复合物脱嵌反应过程的热分析动力学[D]. 刘春艳.中国矿业大学 2016
[4]聚合物/插层改性高岭土复合材料的制备及性能表征[D]. 宋海峰.安徽大学 2015
[5]表面改性高岭土的制备及其在聚合物中的应用研究[D]. 石阳阳.安徽大学 2015
[6]N-烷氧基受阻胺与膨胀型阻燃剂协同阻燃聚丙烯的性能及机理研究[D]. 周日敏.华南理工大学 2014
[7]PP/改性高岭土复合材料制备及性能研究[D]. 王戌.山东理工大学 2014
[8]新型膨胀阻燃聚丙烯材料的制备与性能研究[D]. 丁志超.青岛科技大学 2014
[9]微胶囊季戊四醇和改性聚磷酸铵的制备及其复配阻燃聚丙烯的研究[D]. 尤虎.南京理工大学 2014
[10]聚甲基丙烯酸甲酯/煤系高岭土纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 王建超.内蒙古工业大学 2010
本文编号：2945338
【文章来源】：南宁师范大学广西壮族自治区
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
PP及PP复合材料的偏光显微镜照片
图 2-7 KU 含量不同的复合材料断口形貌(a.PP/IFR b.PP/IFR/5KU c.PP/IFR/10KU d.PP/IFR/15KU)本章小结1）当改性高岭土含量为 5%时，复合材料体系塑化时间较短，平衡扭矩最%时，熔体粘度较小，塑化性能和流动性能较好，利于体系加工。2）XRD 和偏光显微分析显示，阻燃剂和高岭土的加入有效促进 PP 晶型转，加速 PP 结晶速率，随 KU 添加量的增加，晶核密度增大。3）随着高岭土含量的增加，复合材料的拉伸强度先增大后减小，断裂伸长长变化的趋势，当 KU 含量为 5%时，复合材料的拉伸强度达到最大值 25裂伸长率也达到最大值 39.4%。随着高岭土含量的增大，体系的冲击强度，当含量为 5%时，复合材料的冲击强度达到 70.86 kJ/m2。
图 3-4 PP/IFR/5KU 复合材料燃烧测试后样品照片3.3.4 聚丙烯复合材料接触角测试分析膨胀阻燃剂易吸湿，APP 属于铵盐类化合物，分子链上存在铵基，导致粒子面能高，容易吸潮性[76-78]，另外 PER 属于多元醇化合物，亲水性较强，应用于材常使材料的吸湿性较大，导致阻燃剂颗粒或者其他的填充颗粒易于迁出样品表面材料的性能[79, 80]，影响复合材料的燃烧性能，因而有必要对样品的吸湿性进行测样品的接触角可以用于衡量物质与液体湿润关系的重要手段，一般地，接触角越品表面极性越大，吸湿性越大，样品表现为吸水性，反之，样品表现为憎水性。燃样品，为了保证阻燃剂的溶解和流失，接触角越大的样品，阻燃剂越能被保留60708090ecdbe°)(a
【参考文献】：
期刊论文
[1]汽车用聚丙烯树脂的开发及国内应用现状[J]. 张建耀,刘春阳. 中国塑料. 2018(02)
[2]TG-MS联用技术研究膨胀阻燃聚丙烯的热降解机理[J]. 陆春谊,周全,庞锦英,谭登峰,莫羡忠,韦平. 塑料科技. 2018(01)
[3]膨胀型阻燃剂对聚丙烯阻燃改性的研究进展[J]. 王迪,姚泽昊,朱文利. 塑料科技. 2017(12)
[4]采用TGA/FT-IR分析聚丙烯复合材料的热氧化降解行为[J]. 刘昌华,刘炜烽,蒋婷,洪静,邓僖,黄进. 功能材料. 2017(11)
[5]不同成核作用硅灰石对回收聚丙烯结晶性能的影响[J]. 丁茜,罗建新,刘勇,欧金花. 塑料科技. 2017(10)
[6]无卤膨胀阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料[J]. 周靖轩,王梦宾,张为. 消防科学与技术. 2016(10)
[7]耐水型膨胀阻燃剂对阻燃聚丙烯性能的影响[J]. 丁耀莹,仪德启,杨荣杰. 合成树脂及塑料. 2016(05)
[8]高岭石插层复合物制备研究进展[J]. 梁夏夏,张白梅. 科技创新导报. 2016(26)
[9]高岭土插层改性的现状与研究进展[J]. 张汀兰,曾雄丰,王梦幻,张文丽. 山东陶瓷. 2016(04)
[10]三聚氰胺系阻燃剂的应用研究进展[J]. 金东. 精细与专用化学品. 2016(07)
博士论文
[1]高岭土基多维度材料增强聚丙烯复合材料阻燃性能的研究[D]. 唐武飞.北京化工大学 2017
[2]协同膨胀阻燃聚丙烯研究[D]. 刘国胜.北京理工大学 2014
[3]高岭土/有机插层复合物的制备、表征及插层机理研究[D]. 张生辉.中国矿业大学 2012
[4]耐水高效膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 赖学军.华南理工大学 2012
[5]膨胀阻燃聚丙烯的改性及协同作用研究[D]. 任强.上海交通大学 2010
[6]偏高岭石—聚合物复合材料的制备、表征及机理研究[D]. 许涛.中国地质大学 2010
[7]膨胀型阻燃聚丙烯复合材料制备、性能与机理的研究[D]. 吕品.中国科学技术大学 2008
[8]聚丙烯/聚磷酸铵复合材料及其增韧体系的结构和性能[D]. 吕明福.北京化工大学 2005
[9]高岭石有机插层复合物的制备、表征及应用探讨[D]. 王万军.中南大学 2005
硕士论文
[1]膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 韩悦.华北理工大学 2017
[2]高岭土湿法改性及应用的研究[D]. 李晓晓.青岛科技大学 2016
[3]高岭石有机插层复合物脱嵌反应过程的热分析动力学[D]. 刘春艳.中国矿业大学 2016
[4]聚合物/插层改性高岭土复合材料的制备及性能表征[D]. 宋海峰.安徽大学 2015
[5]表面改性高岭土的制备及其在聚合物中的应用研究[D]. 石阳阳.安徽大学 2015
[6]N-烷氧基受阻胺与膨胀型阻燃剂协同阻燃聚丙烯的性能及机理研究[D]. 周日敏.华南理工大学 2014
[7]PP/改性高岭土复合材料制备及性能研究[D]. 王戌.山东理工大学 2014
[8]新型膨胀阻燃聚丙烯材料的制备与性能研究[D]. 丁志超.青岛科技大学 2014
[9]微胶囊季戊四醇和改性聚磷酸铵的制备及其复配阻燃聚丙烯的研究[D]. 尤虎.南京理工大学 2014
[10]聚甲基丙烯酸甲酯/煤系高岭土纳米复合材料的制备及性能研究[D]. 王建超.内蒙古工业大学 2010
本文编号：2945338
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