改性高岭土增强尼龙6阻燃材料的制备及性能

发布时间：2021-08-18 01:50

　　尼龙6（PA6）是一种力学性能优异、耐油性强、耐腐蚀性好和耐磨性高的工程塑料,是低压电器外壳绝缘材料首选基料之一。但PA6材料在强酸或碱性条件下的性能劣化明显,同时因易吸水和易燃的缺陷影响其产品的尺寸稳定性和电性能从而限制了PA6的应用。高岭土可以作为PA6材料的良好补强剂,可以提高材料的表面性能、尺寸精度、机械强度、耐磨性、介电强度、耐红外线性和耐化学腐蚀性等。另外,经改性的高岭土在PA6材料的燃烧过程中发挥一定的阻燃效果。本研究使用经改性的高岭土与PA6共混制备复合材料并表征其相关性能,具体如下:改性高岭土的制备。将高岭土与尿素溶液混合,采用机械搅拌,同时辅以超声条件保温一段时间。其中用于制备尿素插层高岭土（KU）,最佳条件为:温度60℃,时间为7.5 h,高岭土与80%尿素溶液的固液比为1:2,插层率可达到95.1%。使用不同浓度的H₂SO₄溶液将高岭土/尿素复合插层化合物中的尿素通过超声5 min置换得到水合高岭土（KW）。结果表明,在固液比为1:10下制备KW的最佳条件为60℃,0.5 mol·L-1 H₂SO... 

【文章来源】：南宁师范大学广西壮族自治区

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

010年~2017年我国低压电器产品进出口情况

可以确定插层反应的最佳条件。（1）改性时间对插层率的影响固定以 70%尿素溶液为插层改性液，在 65 ℃温度下，加入 10 倍质量于高岭土的尿素溶液，研究不同插层时间对材料插层率的影响，经过 3 h、4.5 h、6 h、7.5 h、9 h 等不同改性时间制得的材料的 XRD 图谱如图 2-1 所示。由图 2-1 可知，纯高岭土 001 晶面的衍射峰位于 2θ=12.35°处，相应的 d001值为 0.72 nm。当高岭土插入饱和尿素溶液后，001 晶面的衍射峰移动到 2θ=8.26°时，其 d001值也增加到 1.07 nm，这与文献[80]报道的尿素插入高岭土特征衍射峰的位置、间隔一致，表明尿素已经成功地插入高岭土层之间，形成高岭土/尿素插入复合物。由公式 2-1 可得出不同改性时间的插层率，插层时间为横坐标，插层率为纵坐标作图，结果如图 2-2 所示。由图 2-2 可知，固定反应温度为 65 ℃，加入 10 倍高岭土质量的的 70%尿素溶液，随着改性时间的增加，KU 的插层率先较快速增大，随后插层率增长的速度逐渐变缓，最后在 7.5 h 时达到基本平衡。

图 2-2 不同插层改性时间对 KU 插层率的影响（2）尿素溶液浓度对插层率的影响固定尿素溶液和高岭土的投入质量比为 10:1，反应温度为 65 ℃，反应时间为 7.5 h,研究不同浓度的尿素溶液插层改性后高岭土插层率的影响。改性后高岭土的 XRD 图如图 2-3 所示，由公式 2-1 计算得到插层率，不同尿素溶液浓度与插层率的关系如图 2-4 所示。由图 2-3 及图 2-4 可知，当尿素溶液浓度低于 70%时，尿素分子无法插层到高岭土层间，当尿素溶液浓度提高到 70%以后才能检测到高岭土层间距的变化，且随着尿素浓度的逐渐增大，材料的插层率也随着增大，当尿素溶液为 80%时，材料的插层率达到 95.25%。低浓度尿素溶液无法插层高岭土，这可能是尿素在插层时，同时也存在脱嵌作用，两者共同作用，当溶液中尿素浓度较高时，插层速率高于脱嵌速率。


本文编号：3348948