阻燃改性水滑石/聚乙烯纳米复合材料热降解与燃烧性能

发布时间：2023-04-10 05:16

　　水滑石(Layered Double Hydrotalcides,LDH)作为阻燃剂具有高效、无毒、环保等优点,通过阻燃改性并形成纳米复合结构有望提高LDH的阻燃作用。为此,采用十二烷基硫酸钠(SDS)和2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)层间改性的LDH制备聚乙烯(PE)基纳米复合材料,并通过与膨胀阻燃剂(IFR)复配获得纳米复合阻燃材料。采用X-射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料的结构;采用热重分析(TG)、微燃烧量热分析(MCC)及锥形量热分析(CONE)研究复合材料的热降解及燃烧过程,采用氧指数(LOI)评价纳米复合阻燃材料的阻燃性能。比较研究了三种组成与结构不同的LDHs对纳米复合材料及其膨胀阻燃材料热降解与燃烧性能的影响,探讨了基于阻燃改性的LDH与IFR的协同阻燃机理。研究结果表明:(1)LDHs在PE基体中具有不同的分散性,改性后的LDH层间距增大能够与PE形成具有剥离结构的纳米复合材料;(2)PE/LDHs纳米复合材料的降解过程与PE相似,改性LDHs不利于PE热降解成炭,使其热降解的燃烧组成值增加,LDH、SLDH和CLDH分别使热释放峰值降低了...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 水滑石及其复合材料的研究进展
        1.2.1 水滑的组成
        1.2.2 水滑石的结构
        1.2.3 水滑石的性质
        1.2.4 水滑石的制备与改性
        1.2.5 水滑石/聚合物纳米复合材料的研究进展
        1.2.6 水滑石在聚合物阻燃领域中的应用
    1.3 课题研究的内容
第2章 实验方案与研究方法
    2.1 实验原材料
    2.2 实验仪器及设备
    2.3 材料制备
        2.3.1 LDH的制备
        2.3.2 改性LDH的制备
        2.3.3 LDH母料的制备
        2.3.4 纳米复合材料的制备
        2.3.5 水滑石膨胀阻燃聚乙烯材料的制备
    2.4 表征与测试方法
        2.4.1 X-射线衍射分析
        2.4.2 扫描电子显微
        2.4.3 热重分析
        2.4.4 锥型量热仪
        2.4.5 微型燃烧量热
        2.4.6 极限氧指数
第3章 水滑石/聚乙烯纳米复合材料的热降解与燃烧性能
    3.1 纳米复合材料的结构
        3.1.1 改性LDH的结构
        3.1.2 纳米复合材料的结构
        3.1.3 改性LDH的分散性
    3.2 纳米复合材料的热降解
        3.2.1 热降解
        3.2.2 热氧化降解
    3.3 纳米复合材料的燃烧行为
        3.3.1 MCC研究
        3.3.2 CONE研究
    3.4 本章小结
第4章 纳米复合膨胀阻燃聚乙烯的研究
    4.1 纳米复合阻燃体系的阻燃性能
    4.2 阻燃材料的热降解
        4.2.1 热降解
        4.2.2 热氧化降解
    4.3 阻燃材料的燃烧行为
        4.3.1 MCC研究
        4.3.2 CONE研究
    4.4 炭层结构与阻燃机理
        4.4.1 炭层形貌
        4.4.2 炭层隔热作用
        4.4.3 炭层稳定性
        4.4.4 协同阻燃机理
    4.5 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文及研究成果
致谢



本文编号：3788396