镁铝水滑石有机改性及其阻燃性能研究

发布时间：2021-03-06 03:53

　　聚丙烯（PP）具有价廉、无毒质轻耐腐蚀、综合力学性能好、电气性能好、易加工、易回收等优势而被广泛的应用于工业与生活领域。但PP极易燃烧,燃烧时伴随大量的熔滴,极大的限制了PP使用范围,故需对其进行阻燃处理。基于人类健康和环境保护,低烟、无卤阻燃剂研究越来越受到重视,特别作为无机无卤阻燃材料,镁铝水滑石（LDH）因具阻燃、消烟、填充和热稳定性等多种功能而受到普遍关注。然而其与PP兼容性较差,严重影响PP高分子材料机械力学性能。对LDH进行插层改性可有效改善LDH与PP相容性,增强PP复合材料的阻燃和机械力学等性能。本文以LDH为主体,制备了一系列有机、无机插层改性LDH,并用于PP阻燃,结合各种表征,系统探究了插层改性LDH微观形貌和表面性能与PP的阻燃性能和力学性能的构-效关系,阐述其阻燃机理。具体研究内容如下:（1）基于LDH层间阴离子可调变性,将分别十二烷基硫酸与十八烷酸有机阴离子插入LDH层间。结果表明,有机阴离子插层LDH表面疏水性得到了极大提升,且粒径变小。其中十八烷酸插层LDH（S-LDH）的的粒径更小,粒径分布更窄,表面疏水性更强。S-LDH与PP基体材料的相容性明显改善... 

【文章来源】：湘潭大学湖南省

【文章页数】：74 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

水滑石模型示意图

图 2.5 Mg/Al-LDH(1)、O-LDH (2)和 S-LDH(3)的分散稳定性;A：0 min、B：5 min、C：10 min、 D：60 min.Fig. 2.5 Dispersibility of the Mg/Al-LDH(1), O-LDH(2) and S-LDH(3).图 2.5 所示，在放置 5 min 后，Mg/Al-LDH 已大部分沉降于比色皿的底部，上度下降，而 O-LDH 和 S-LDH 样品均匀分散于二甲苯中，无沉降发生。在放n 后，Mg/Al-LDH 基本沉降于比色皿底部，上清液变清澈，而 O-LDH 和 S-L然均匀分散于二甲苯中，无沉降发生。在放置 60 min 后，Mg/Al-LDH 完全沉皿底部，上清液清澈透明，特别是 O-LDH 和 S-LDH 样品始终均匀分散于二甲然无沉降发生。Mg/Al-LDH 由于其表面具有丰富的羟基结构，且层板间含丰子，具有大的表面能，与有机溶剂二甲苯的相容性差。在二甲苯中，Mg/Al-L易发生团聚沉降。当有机阴离子 SDS 或十八烷酸插层于水滑石层间，O-LDH 表面疏水性增强，表面能大大降低，与有机溶剂二甲苯的相容性显著提高，使溶剂中难以团聚，分散性增强，在二甲苯中具有良好的分散性。结果表明，有 SDS 或十八烷酸已成功插入水滑石层间得到 O-LDH 和 S-LDH，且可极大提升

图 2.6 Mg/Al-LDH、O-LDH 和 S-LDH 的接触角.Fig.2.6 Droplets of the Mg/Al-LDH, O-LDH and S-LDH.为了研究样品的亲疏水性能，本章通过接触角测试，考察 Mg/Al-LDH、O-LDHLDH 样品的亲疏水性能，结果如图 2.6 所示。从图 2.6 中可知，Mg/Al-LDH、O-L S-LDH 的接触角分别为 29、91 和 93°，表明 Mg/Al-LDH 的亲水性最强，经过 S十八烷酸插层后的 O-LDH 和 S-LDH 疏水性显著增强。该结果进一步证实了沉降实果，即 SDS 或十八烷酸根插层的水滑石(O-LDH 和 S-LDH)，可极大提升水滑石的性，即与有机基体的相容性。4.7 粒度分析为了研究有机酸阴离子插层水滑石粒径及粒径分布，考察了 Mg/Al-LDH、O-L S-LDH 的粒径大小及其大小分布情况，结果如图 2.7 所示。从图 2.7 可知，Mg/Al-L最可几粒径为 1.4 μm，其粒径分布范围处于 0.11～9.96 μm， O-LDH 和 S-LDH 的最粒径分别为 0.78 和 0.65 μm，其粒径分布范围分别处于 0.17～3.65 和 0.10～2.84 μ

【参考文献】：
期刊论文
[1]无机镁铝阻燃剂及其应用发展趋势浅析[J]. 李少康.  无机盐工业. 2003(03)

博士论文
[1]含磷双金属氢氧化物材料的制备及其阻燃聚丙烯性能[D]. 徐圣.湘潭大学 2016

硕士论文
[1]二维氢氧化物基复合材料制备及其光稳定性能研究[D]. 丁鹏轩.湘潭大学 2018
[2]药物插层水滑石复合材料的制备与性能研究[D]. 王瑞瑞.哈尔滨工程大学 2012



本文编号：3066392