勃姆石/尼龙66复合材料及勃姆石协同阻燃机理研究
发布时间：2021-10-05 10:37
尼龙66工程塑料高性能低成本化一直吸引着广泛的研究。勃姆石（BM）是一种新型片层状的无机功能填料,具有白度高、吸油值小、结晶完整等特性,可用于聚合物的增强、导热、阻燃、抑烟等。BM作为填料填充聚合物的研究报道甚少,其对尼龙66（PA66）的性能影响值得系统研究。此外,AlPi（二乙基次膦酸铝）与MPP（三聚氰胺聚磷酸盐）协效复配无卤阻燃PA66的效率还不够高,在此磷氮协效的基础上首次加入BM可以进一步提高阻燃效率,其阻燃机理的研究具有较高理论与应用价值。具体的工作内容如下:（1）采用熔融共混法制备综合性能优良的BM/PA66复合材料。通过多组对比实验表明:BM粒径选用1.5μm、用量为1.5 wt%硅烷偶联剂KH-550表面改性的BM/PA66复合材料的综合性能最佳。随着BM填充含量的增大,复合材料的力学、阻燃、导热、耐热性显著提升,但流动性出现明显降低。BM在熔体降温过程中起到了异相成核作用,使PA66在较高温度下开始结晶,结晶速率增大,结晶度减小。当BM含量在50 wt%时复合材料的综合性能最佳,拉伸强度为93.48MPa,弯曲强度为157.8MPa,冲击强度为5.36KJ/m2,...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 尼龙66的概述与改性研究
1.2.1 尼龙的概述
1.2.2 尼龙66的简介
1.2.3 尼龙66的改性原理
1.3 勃姆石的结构与应用
1.3.1 勃姆石的结构
1.3.2 勃姆石导热性能
1.3.3 勃姆石的阻燃机理
1.4 偶联剂的表面改性机理
1.4.1 偶联剂的选择和使用方法
1.4.2 钛酸酯偶联剂偶联机理
1.4.3 硅烷偶联剂偶联机理
1.5 无机粉体/尼龙复合材料的研究现状
1.5.1 无机粉体增强增韧尼龙复合材料研究现状
1.5.2 无机填料阻燃尼龙复合材料研究现状
1.6 勃姆石/聚合物复合材料的研究现状
1.6.1 勃姆石无卤阻燃聚合物的研究现状
1.7 本课题的研究背景、研究内容和创新之处
1.7.1 课题的研究背景
1.7.2 课题的研究内容
1.7.3 课题的创新之处
第二章 勃姆石/尼龙66复合材料的制备与性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验的仪器与设备
2.2.3 实验样品的制备
2.2.3.1 原料的预处理
2.2.3.2 勃姆石的表面改性
2.2.3.3 BM/PA66复合材料的制备
2.2.4 样品性能测试与表征
2.2.4.1 力学性能测试
2.2.4.2 密度测试
2.2.4.3 流动性测试
2.2.4.4 热变形温度测试
2.2.4.5 导热系数测试
2.2.4.6 阻燃性能测试
2.2.4.7 扫描电子显微镜（SEM）测试
2.2.4.8 差示扫描量热（DSC）测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 勃姆石粒径对复合材料力学性能的影响
2.3.2 不同偶联剂表面处理BM对BM/PA66复合材料力学性能的影响
2.3.2.1 偶联剂的偶联机理分析
2.3.3 勃姆石含量对复合材料性能的影响
2.3.3.1 勃姆石含量对复合材料力学性能的影响
2.3.3.2 勃姆石含量对复合材料阻燃性的影响
2.3.3.3 勃姆石含量对复合材料导热系数的影响
2.3.3.4 勃姆石含量对复合材料耐热性能的影响
2.3.3.5 勃姆石含量对复合材料密度的影响
2.3.3.6 勃姆石含量对复合材料熔融指数的影响
2.3.3.7 勃姆石对PA66熔融及非等温结晶过程的影响
2.4 本章小结
第三章 勃姆石、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐协效阻燃尼龙66的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 阻燃PA66复合材料的制备
3.2.3.1 原料的预处理
3.2.3.2 阻燃PA66复合材料的制备
3.2.4 性能测试与表征
3.2.4.1 阻燃PA66力学性能测试
3.2.4.2 阻燃PA66阻燃性能测试
3.2.4.3 阻燃PA66热失重（TGA）测试
3.2.4.4 阻燃PA66燃烧残余物形貌分析测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 AlPi与MPP不同比例配比对阻燃PA66的性能影响
3.3.1.1 AlPi与MPP不同比例配比对阻燃PA66的阻燃性能的影响
3.3.1.2 AlPi与MPP不同比例配比的阻燃体系的热失重分析和炭层形貌分析
3.3.1.3 AlPi与MPP不同比例配比对阻燃PA66的力学性能的影响
3.3.2 AlPi与MPP不同用量对阻燃PA66性能的影响
3.3.2.1 AlPi与MPP不同用量对阻燃PA66阻燃性能的影响
3.3.2.2 AlPi与MPP不同用量对阻燃PA66力学性能的影响
3.3.3 BM协效AlPi/MPP体系阻燃PA66的性能研究
3.3.3.1 BM协效AlPi/MPP体系阻燃PA66的阻燃性能
3.3.3.2 BM/AlPi/MPP体系阻燃PA66的力学性能
3.4 本章小结
第四章 BM/AlPi/MPP/PA66复合材料阻燃机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器与设备
4.2.3 性能测试与表征
4.2.3.1 热重分析测试
4.2.3.2 热重-红外联用测试
4.2.3.3 不同温度下阻燃PA66的红外光谱（FTIR）测试
4.2.3.4 阻燃PA66残余物表面微观形貌与元素测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 阻燃PA66热重分析
4.3.2 阻燃PA66燃烧残余物形貌分析
4.3.3 阻燃PA66热释放气体分析
4.3.4 不同温度下阻燃PA66材料热分解产物的红外光谱（FTIR）分析
4.3.5 阻燃PA66复合材料残余物元素分析
4.4 BM/AlPi/MPP/PA66阻燃机理分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
【参考文献】：
期刊论文
[1]尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维的电纺制备与性能[J]. 李晓燕,李燕春,余灯广,王霞,史晨杰,蔡思思. 高分子材料科学与工程. 2014(06)
[2]低钠薄水铝石耐热阻燃剂的开发及应用[J]. 周俊文,王建立,宋为聪. 轻金属. 2014(05)
[3]导热尼龙66复合材料的制备与性能研究[J]. 张学锋,何杰,邵军,崔元胜,赵鋆冲,王承刚,吴炅. 工程塑料应用. 2014(05)
[4]尼龙66/针状硅灰石复合材料的制备和性能研究[J]. 陆波,王博识,Hafiz Muhammad Ramzan,李鹏. 工程塑料应用. 2013(07)
[5]氢氧化镁/氢氧化铝/三聚氰胺磷酸盐协效无卤膨胀型阻燃硅橡胶的制备与性能研究[J]. 李兴建,张宜恒,孙道兴. 橡胶工业. 2013(06)
[6]尼龙66/煤系高岭土复合材料的制备及性能研究[J]. 杨云翠,兰勇晋,亢小丽,张红梅,文海荣. 工程塑料应用. 2013(01)
[7]无机粉体表面改性方法与工艺[J]. 杨文超,冯丽娟,李东洋,李先国. 化工进展. 2012(S2)
[8]钛酸酯偶联剂的偶联机理及研究进展[J]. 李红玲,董斌,韩延安,娄淑芳,李杰,李文静. 表面技术. 2012(04)
[9]导热填料对室温硫化硅橡胶性能的影响[J]. 吴娜,孙全吉,刘梅,王恒芝,范召东,刘嘉. 粘接. 2012(08)
[10]硬脂酸对碳酸钡表面改性的研究[J]. 刘铭,霍冀川,刘树信. 中国粉体技术. 2011(06)
硕士论文
[1]滑石粉填充增强尼龙复合材料的结构与性能研究[D]. 杨振.湘潭大学 2012
[2]应用基本断裂功方法对聚烯烃材料断裂行为的研究与表征[D]. 郑爱舞.四川大学 2004
本文编号：3419566
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 尼龙66的概述与改性研究
1.2.1 尼龙的概述
1.2.2 尼龙66的简介
1.2.3 尼龙66的改性原理
1.3 勃姆石的结构与应用
1.3.1 勃姆石的结构
1.3.2 勃姆石导热性能
1.3.3 勃姆石的阻燃机理
1.4 偶联剂的表面改性机理
1.4.1 偶联剂的选择和使用方法
1.4.2 钛酸酯偶联剂偶联机理
1.4.3 硅烷偶联剂偶联机理
1.5 无机粉体/尼龙复合材料的研究现状
1.5.1 无机粉体增强增韧尼龙复合材料研究现状
1.5.2 无机填料阻燃尼龙复合材料研究现状
1.6 勃姆石/聚合物复合材料的研究现状
1.6.1 勃姆石无卤阻燃聚合物的研究现状
1.7 本课题的研究背景、研究内容和创新之处
1.7.1 课题的研究背景
1.7.2 课题的研究内容
1.7.3 课题的创新之处
第二章 勃姆石/尼龙66复合材料的制备与性能研究
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 实验原料
2.2.2 实验的仪器与设备
2.2.3 实验样品的制备
2.2.3.1 原料的预处理
2.2.3.2 勃姆石的表面改性
2.2.3.3 BM/PA66复合材料的制备
2.2.4 样品性能测试与表征
2.2.4.1 力学性能测试
2.2.4.2 密度测试
2.2.4.3 流动性测试
2.2.4.4 热变形温度测试
2.2.4.5 导热系数测试
2.2.4.6 阻燃性能测试
2.2.4.7 扫描电子显微镜（SEM）测试
2.2.4.8 差示扫描量热（DSC）测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 勃姆石粒径对复合材料力学性能的影响
2.3.2 不同偶联剂表面处理BM对BM/PA66复合材料力学性能的影响
2.3.2.1 偶联剂的偶联机理分析
2.3.3 勃姆石含量对复合材料性能的影响
2.3.3.1 勃姆石含量对复合材料力学性能的影响
2.3.3.2 勃姆石含量对复合材料阻燃性的影响
2.3.3.3 勃姆石含量对复合材料导热系数的影响
2.3.3.4 勃姆石含量对复合材料耐热性能的影响
2.3.3.5 勃姆石含量对复合材料密度的影响
2.3.3.6 勃姆石含量对复合材料熔融指数的影响
2.3.3.7 勃姆石对PA66熔融及非等温结晶过程的影响
2.4 本章小结
第三章 勃姆石、二乙基次膦酸铝、三聚氰胺聚磷酸盐协效阻燃尼龙66的研究
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 实验原料
3.2.2 实验仪器与设备
3.2.3 阻燃PA66复合材料的制备
3.2.3.1 原料的预处理
3.2.3.2 阻燃PA66复合材料的制备
3.2.4 性能测试与表征
3.2.4.1 阻燃PA66力学性能测试
3.2.4.2 阻燃PA66阻燃性能测试
3.2.4.3 阻燃PA66热失重（TGA）测试
3.2.4.4 阻燃PA66燃烧残余物形貌分析测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 AlPi与MPP不同比例配比对阻燃PA66的性能影响
3.3.1.1 AlPi与MPP不同比例配比对阻燃PA66的阻燃性能的影响
3.3.1.2 AlPi与MPP不同比例配比的阻燃体系的热失重分析和炭层形貌分析
3.3.1.3 AlPi与MPP不同比例配比对阻燃PA66的力学性能的影响
3.3.2 AlPi与MPP不同用量对阻燃PA66性能的影响
3.3.2.1 AlPi与MPP不同用量对阻燃PA66阻燃性能的影响
3.3.2.2 AlPi与MPP不同用量对阻燃PA66力学性能的影响
3.3.3 BM协效AlPi/MPP体系阻燃PA66的性能研究
3.3.3.1 BM协效AlPi/MPP体系阻燃PA66的阻燃性能
3.3.3.2 BM/AlPi/MPP体系阻燃PA66的力学性能
3.4 本章小结
第四章 BM/AlPi/MPP/PA66复合材料阻燃机理研究
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 实验原料
4.2.2 实验仪器与设备
4.2.3 性能测试与表征
4.2.3.1 热重分析测试
4.2.3.2 热重-红外联用测试
4.2.3.3 不同温度下阻燃PA66的红外光谱（FTIR）测试
4.2.3.4 阻燃PA66残余物表面微观形貌与元素测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 阻燃PA66热重分析
4.3.2 阻燃PA66燃烧残余物形貌分析
4.3.3 阻燃PA66热释放气体分析
4.3.4 不同温度下阻燃PA66材料热分解产物的红外光谱（FTIR）分析
4.3.5 阻燃PA66复合材料残余物元素分析
4.4 BM/AlPi/MPP/PA66阻燃机理分析
4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读博士/硕士学位期间取得的研究成果
致谢
答辩委员会对论文的评定意见
【参考文献】：
期刊论文
[1]尼龙66/蒙脱土纳米复合纤维的电纺制备与性能[J]. 李晓燕,李燕春,余灯广,王霞,史晨杰,蔡思思. 高分子材料科学与工程. 2014(06)
[2]低钠薄水铝石耐热阻燃剂的开发及应用[J]. 周俊文,王建立,宋为聪. 轻金属. 2014(05)
[3]导热尼龙66复合材料的制备与性能研究[J]. 张学锋,何杰,邵军,崔元胜,赵鋆冲,王承刚,吴炅. 工程塑料应用. 2014(05)
[4]尼龙66/针状硅灰石复合材料的制备和性能研究[J]. 陆波,王博识,Hafiz Muhammad Ramzan,李鹏. 工程塑料应用. 2013(07)
[5]氢氧化镁/氢氧化铝/三聚氰胺磷酸盐协效无卤膨胀型阻燃硅橡胶的制备与性能研究[J]. 李兴建,张宜恒,孙道兴. 橡胶工业. 2013(06)
[6]尼龙66/煤系高岭土复合材料的制备及性能研究[J]. 杨云翠,兰勇晋,亢小丽,张红梅,文海荣. 工程塑料应用. 2013(01)
[7]无机粉体表面改性方法与工艺[J]. 杨文超,冯丽娟,李东洋,李先国. 化工进展. 2012(S2)
[8]钛酸酯偶联剂的偶联机理及研究进展[J]. 李红玲,董斌,韩延安,娄淑芳,李杰,李文静. 表面技术. 2012(04)
[9]导热填料对室温硫化硅橡胶性能的影响[J]. 吴娜,孙全吉,刘梅,王恒芝,范召东,刘嘉. 粘接. 2012(08)
[10]硬脂酸对碳酸钡表面改性的研究[J]. 刘铭,霍冀川,刘树信. 中国粉体技术. 2011(06)
硕士论文
[1]滑石粉填充增强尼龙复合材料的结构与性能研究[D]. 杨振.湘潭大学 2012
[2]应用基本断裂功方法对聚烯烃材料断裂行为的研究与表征[D]. 郑爱舞.四川大学 2004
本文编号：3419566
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