光缆护套料用聚乙烯的增韧和有机/无机杂化无卤阻燃改性
发布时间：2021-06-11 10:53
高密度聚乙烯（HDPE）因优异介电、耐腐和机械性能常被用作光纤光缆外保护层（护套料）。但HDPE模量高,与金属-塑料复合带屏蔽层热合强度差,导致在外力作用下易滑脱而影响铺装及使用寿命。另一方面HDPE易燃,会引起二次火灾,必须对其阻燃改性。然而传统卤素阻燃剂因燃烧释放有毒气体无法广泛应用,而无卤阻燃剂则存在与基体树脂相容性差、用量大牺牲材料机械性能等问题。针对直埋或管道光纤光缆用护套料,本文选取与HDPE结构相似的具有优异柔顺性能的线性低密度聚乙烯（LLDPE）、茂金属线性低密度聚乙烯（m-LLDPE）分别对HDPE增韧改性,熔融共混制备HDPE/LLDPE和HDPE/m-LLDPE系列共混物,通过动态流变分析、差示扫描量热仪、小角度X射线衍射（SAXS）和接触角测试等方法研究了两种共混物及中密度聚乙烯（MDPE）与铝塑带之间的热合强度、共混物力学性能、松弛行为及组分间相容性。研究表明,HDPE/LLDPE共混物的综合性能均优于HDPE/m-LLDPE,随着LLDPE含量的增加,HDPE/LLDPE拉伸强度和模量降低,断裂伸长率增加,且HDPE/LLDPE（70:30）共混物（A70）...
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光缆护套结构图[8]
湖北工业大学硕士学位论文7阻燃剂填充到聚乙烯树脂中，进而提高PE热稳定性能和阻燃能力。阻燃机理[42]概括为：凝聚相阻燃剂燃烧生成炭层覆盖材料表层，阻碍易燃气体与材料表面接触，降低环境温度，减缓聚合物表面温度上升[43]；气相阻燃剂分解生成抑制自由基活性产物，并释放不燃气体降低氧气浓度，从而破坏材料燃烧所必须条件。聚合物阻燃是一个复杂过程，经过多年研究，一些理论得到了大家的共识。图1.2聚乙烯燃烧机理示意图Figure1.2Schematicdiagramofpolyethylenecombustionmechanism（1）隔离膜机理阻燃剂在高温降解过程中生成不易燃膜，隔绝氧气与基体接触，其中硼、卤化磷阻燃剂通过燃烧生产致密膜保护聚合物，而磷系阻燃剂是促进聚合物成炭[44]来阻止燃烧进行，起到隔离膜效果。（2）终止自由基机理聚合物燃烧过程是按活性自由基链式反应进行的，卤素类阻燃剂热解形成卤化氢，卤化氢迅速消灭PE自由基连锁反应所必需活性自由基，终止燃烧反应。（3）冷却机理氢氧化物类阻燃剂分解吸热，快速降低环境温度，生成水蒸气稀释环境氧气浓度，与此同时，氢氧化物分解产物促进基体成炭，阻止聚合物燃烧。（4）协同作用机理为了更有效快捷赋予聚合物阻燃能力，多通过复配使用多种阻燃剂，多种阻燃机理同时进行。协同作用机理表现在：阻燃剂分解释放非易燃性气体，稀释环境中易燃气体浓度；阻燃剂提升体系热容，降低聚合物占比，产生阻燃效果；阻燃剂分解吸热降低表面温度，且降解减缓，阻燃剂的裂解产物还可促进基体材料成为无机炭层[45]，这种无机炭层能够有效阻止热传递过程，从而阻止材料的燃烧。
湖北工业大学硕士学位论文152.2实验方法2.2.1实验技术思路图2.1实验技术思路Figure2.1Theexperimentconsideration
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔融支化法制备长支链聚乙烯的流变性能与结构表征[J]. 梁晓坤,罗筑,杨乐,魏江涛,陈维龙,杨再军. 高分子材料科学与工程. 2017(11)
[2]石墨烯纳米片填充HDPE/PEG相变复合材料的动态流变行为[J]. 石优,杨斌,陆华阳,夏茹,曹明,钱家盛,付恩发. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[3]An Efficient Halogen-free Flame Retardant for Polyethylene:Piperazine-modified Ammonium Polyphosphates with Different Structures[J]. Shi-fu Liao,邓聪,Sheng-chao Huang,Jing-yu Cao,王玉忠. Chinese Journal of Polymer Science. 2016(11)
[4]中密度聚乙烯管材树脂的改性研究[J]. 张大伟,周立伟,吴永革. 现代塑料加工应用. 2015(05)
[5]高密度聚乙烯增韧改性的研究进展[J]. 刘建华,乔明晓. 塑料科技. 2013(03)
[6]高密度聚乙烯的研究及应用[J]. 邵鹏程,王雁玉,李渤,杜新胜,张霖. 塑料制造. 2011(04)
[7]国内外线性低密度聚乙烯生产现状及市场分析[J]. 齐姝婧,于涛,石明霞,李成虎,铁维源. 弹性体. 2010(06)
[8]不同分子量的高密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的相容性[J]. 王蕊,杨其,黄亚江,李光宪,王京辉,赖仁武. 高分子学报. 2010(09)
[9]聚乙烯改性研究进展[J]. 刘生鹏,张苗,胡昊泽,林婷,危淼. 武汉工程大学学报. 2010(03)
[10]氢氧化镁微胶囊的制备与应用[J]. 陈旭,虞鑫海,钟毅,张怀礼,李金玉,李四新. 绝缘材料. 2009(05)
硕士论文
[1]基于铝塑复合带专用树脂用接枝聚乙烯及其共混物的结构与性能研究[D]. 袁亚.湖北工业大学 2017
[2]聚乙烯电缆护套耐环境应力开裂性能的研究[D]. 宋明明.合肥工业大学 2017
[3]热塑性塑料聚乙烯性能的改进研究[D]. 严成.辽宁工业大学 2015
[4]无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备与性能研究[D]. 徐亚新.东华大学 2012
[5]弹性体包覆无机刚性粒子增韧聚丙烯研究[D]. 史学涛.西北工业大学 2007
[6]阻燃聚烯烃电缆料的制备及性能研究[D]. 温晓炅.四川大学 2006
[7]中密度聚乙烯及共混体系性能及结晶行为的研究[D]. 王睿.青岛科技大学 2005
本文编号：3224397
【文章来源】：湖北工业大学湖北省
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光缆护套结构图[8]
湖北工业大学硕士学位论文7阻燃剂填充到聚乙烯树脂中，进而提高PE热稳定性能和阻燃能力。阻燃机理[42]概括为：凝聚相阻燃剂燃烧生成炭层覆盖材料表层，阻碍易燃气体与材料表面接触，降低环境温度，减缓聚合物表面温度上升[43]；气相阻燃剂分解生成抑制自由基活性产物，并释放不燃气体降低氧气浓度，从而破坏材料燃烧所必须条件。聚合物阻燃是一个复杂过程，经过多年研究，一些理论得到了大家的共识。图1.2聚乙烯燃烧机理示意图Figure1.2Schematicdiagramofpolyethylenecombustionmechanism（1）隔离膜机理阻燃剂在高温降解过程中生成不易燃膜，隔绝氧气与基体接触，其中硼、卤化磷阻燃剂通过燃烧生产致密膜保护聚合物，而磷系阻燃剂是促进聚合物成炭[44]来阻止燃烧进行，起到隔离膜效果。（2）终止自由基机理聚合物燃烧过程是按活性自由基链式反应进行的，卤素类阻燃剂热解形成卤化氢，卤化氢迅速消灭PE自由基连锁反应所必需活性自由基，终止燃烧反应。（3）冷却机理氢氧化物类阻燃剂分解吸热，快速降低环境温度，生成水蒸气稀释环境氧气浓度，与此同时，氢氧化物分解产物促进基体成炭，阻止聚合物燃烧。（4）协同作用机理为了更有效快捷赋予聚合物阻燃能力，多通过复配使用多种阻燃剂，多种阻燃机理同时进行。协同作用机理表现在：阻燃剂分解释放非易燃性气体，稀释环境中易燃气体浓度；阻燃剂提升体系热容，降低聚合物占比，产生阻燃效果；阻燃剂分解吸热降低表面温度，且降解减缓，阻燃剂的裂解产物还可促进基体材料成为无机炭层[45]，这种无机炭层能够有效阻止热传递过程，从而阻止材料的燃烧。
湖北工业大学硕士学位论文152.2实验方法2.2.1实验技术思路图2.1实验技术思路Figure2.1Theexperimentconsideration
【参考文献】：
期刊论文
[1]熔融支化法制备长支链聚乙烯的流变性能与结构表征[J]. 梁晓坤,罗筑,杨乐,魏江涛,陈维龙,杨再军. 高分子材料科学与工程. 2017(11)
[2]石墨烯纳米片填充HDPE/PEG相变复合材料的动态流变行为[J]. 石优,杨斌,陆华阳,夏茹,曹明,钱家盛,付恩发. 高分子材料科学与工程. 2017(10)
[3]An Efficient Halogen-free Flame Retardant for Polyethylene:Piperazine-modified Ammonium Polyphosphates with Different Structures[J]. Shi-fu Liao,邓聪,Sheng-chao Huang,Jing-yu Cao,王玉忠. Chinese Journal of Polymer Science. 2016(11)
[4]中密度聚乙烯管材树脂的改性研究[J]. 张大伟,周立伟,吴永革. 现代塑料加工应用. 2015(05)
[5]高密度聚乙烯增韧改性的研究进展[J]. 刘建华,乔明晓. 塑料科技. 2013(03)
[6]高密度聚乙烯的研究及应用[J]. 邵鹏程,王雁玉,李渤,杜新胜,张霖. 塑料制造. 2011(04)
[7]国内外线性低密度聚乙烯生产现状及市场分析[J]. 齐姝婧,于涛,石明霞,李成虎,铁维源. 弹性体. 2010(06)
[8]不同分子量的高密度聚乙烯与茂金属线型低密度聚乙烯的相容性[J]. 王蕊,杨其,黄亚江,李光宪,王京辉,赖仁武. 高分子学报. 2010(09)
[9]聚乙烯改性研究进展[J]. 刘生鹏,张苗,胡昊泽,林婷,危淼. 武汉工程大学学报. 2010(03)
[10]氢氧化镁微胶囊的制备与应用[J]. 陈旭,虞鑫海,钟毅,张怀礼,李金玉,李四新. 绝缘材料. 2009(05)
硕士论文
[1]基于铝塑复合带专用树脂用接枝聚乙烯及其共混物的结构与性能研究[D]. 袁亚.湖北工业大学 2017
[2]聚乙烯电缆护套耐环境应力开裂性能的研究[D]. 宋明明.合肥工业大学 2017
[3]热塑性塑料聚乙烯性能的改进研究[D]. 严成.辽宁工业大学 2015
[4]无卤阻燃聚烯烃电缆料的制备与性能研究[D]. 徐亚新.东华大学 2012
[5]弹性体包覆无机刚性粒子增韧聚丙烯研究[D]. 史学涛.西北工业大学 2007
[6]阻燃聚烯烃电缆料的制备及性能研究[D]. 温晓炅.四川大学 2006
[7]中密度聚乙烯及共混体系性能及结晶行为的研究[D]. 王睿.青岛科技大学 2005
本文编号：3224397
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