几种典型水滑石杂化材料的原位合成及其阻燃EVA的研究

发布时间：2017-12-08 07:34

  本文关键词：几种典型水滑石杂化材料的原位合成及其阻燃EVA的研究

  更多相关文章： 水滑石 SiO_2 TiO_2 杂化材料 阻燃 EVA

【摘要】：水滑石(又称层状双金属氢氧化物,LDH)作为一种环境友好型阻燃剂,存在添加量大、效率低等问题,限制了其应用。本研究以SiO_2、TiO_2作为LDH的协效剂,采用原位合成法制备了 LDH-S1、LDH-Ti以及LDH-Si/Ti三种水滑石杂化材料,并利用XRD、EDS等手段进行了表征;采用熔融共混的方法,制备了EVA/LDH-Si、EVA/LDH-Ti以及EVA/LDH-Si/Ti三种复合材料,并利用锥形量热仪测试(CCT)、烟密度测试(SDT)、极限氧指数(LOI)、扫描电镜(SEM)以及热失重—傅立叶变换红外光谱联用仪(TG-FTIR)等手段研究了其阻燃性能、抑烟性能以及热降解性能,并初步探讨了其阻燃、抑烟机理。结果表明,EVA/LDH-Si、EVA/LDH-Ti以及EVA/LDH-Si/Ti三种复合材料的阻燃性能、抑烟性能以及热降解性能较之纯EVA和EVA/LDH复合材料(ELDH)均有明显改善。(1)XRD、EDS结果证实,原位合成法可以成功制备出LDH-Si、LDH-Ti以及LDH-Si/Ti三种水滑石杂化材料,且具有结晶良好的层状结构。(2)较之纯EVA和ELDH,EVA/LDH-Si复合材料的热释放速率(HRR)、总热释放(THR)、质量损失以及生烟速率(SPR)均显著下降。向EVA添加47.5%LDH-2.5%Si后,EVA/LDH-Si复合材料的热释放速率峰值(pHRR)仅为195.0 kW/m~2,较之纯EVA和ELDH分别下降了 87.1%、28.5%,且在点火状态下,其光通量一直保持在88.2%以上;EVA/LDH-Si复合材料的LOI值最高可达30.8%,较之EVA/LDH复合材料具有更高的热稳定性,残炭率高达32%。(3)较之纯 EVA 和 ELDH,EVA/LDH-Ti 复合材料的 HRR、THR、SPR 以及质量损失均显著下降。向EVA添加49%LDH-1%Ti后,EVA/LDH-Ti复合材料的 pHRR 仅为 207.2 kW/m~2,较之纯 EVA 和 ELDH 分别下降了 86.3%、24.1%,其LOI值高达29.8%;在点火条件下,EVA/47.5%LDH-2.5%Ti复合材料的光通量一直保持在75%以上;EVA/LDH-Ti复合材料较之EVA/LDH复合材料具有更高的热稳定性。(4)较之纯 EVA 和 ELDH,EVA/LDH-Si/Ti 复合材料的 HRR、THR、SPR以及质量损失均显著下降。向EVA添加47.5%LDH-1.5%Si/1%Ti后,EVA/LDH-Si/Ti复合材料的pHRR仅为164.7 kW/m~2,较之纯EVA和ELDH分别下降了 89.1%、39.6%,其LOI值高达30.7%;在点火条件下,EVA/47.5%LDH-1.5%Si/1%Ti复合材料的光通量一直保持在90%以上;EVA/LDH-Si/Ti复合材料的残炭率可达34.7%,较之ELDH具有更高的热稳定性。(5)以SiO_2、TiO_2作为LDH的协效剂制备出的水滑石杂化材料可以明显提高水滑石的阻燃效率,其协效机理主要是凝聚相阻燃。SiO_2和TiO_2可以与水滑石分解形成的金属氧化物一起形成保护性炭层,并且改善炭层的形态,提高材料的阻燃、抑烟以及热降解性能。
【学位授予单位】：青岛科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TB33;TQ325.12

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 孟根图雅;;浅谈水滑石类化合物催化性能[J];内蒙古石油化工;2016年08期

2 罗丹;颜渊巍;杨军;;膨胀阻燃EVA的阻燃性能及机理研究[J];塑料工业;2016年05期

3 顾怡冰;马邕文;万金泉;王艳;关泽宇;;类水滑石复合材料吸附去除水中硫酸根离子[J];环境科学;2016年03期

4 郭宇;岳秀萍;刘吉明;;Mg/Al/Fe水滑石的焙烧产物对F~-的吸附[J];环境工程学报;2015年12期

5 柳素景;丁新波;韩建;;羟基锡酸锌/Sb_2O_3对聚氯乙稀复合建筑膜材的协同阻燃性能[J];纺织学报;2015年10期

6 李姗姗;陈希磊;钱翌;;以蔗渣为碳源制备膨胀型阻燃乙烯醋酸乙烯酯共聚物[J];青岛科技大学学报(自然科学版);2015年05期

7 李雪;张研;金泽;张滢;刘云义;;新型Mg(OH)_2/TiO_2抗菌阻燃复合材料的研究[J];钢铁钒钛;2015年04期

8 李俊燕;;类水滑石化合物的合成及应用研究进展[J];化工科技;2015年03期

9 李姗姗;钱翌;陈希磊;;基于废弃聚氨酯泡沫为碳源的膨胀型阻燃EVA的燃烧性能[J];合成树脂及塑料;2015年02期

10 宋海龙;;EVA在热熔胶行业的应用[J];化工新型材料;2014年10期

中国博士学位论文全文数据库 前4条

1 刘吉明;层状双金属氢氧化物的制备、表征及硫酸根和氟离子吸附性能研究[D];太原理工大学;2015年

2 李宏林;水滑石/PA6纳米复合材料的制备、结构与性能[D];合肥工业大学;2014年

3 陈希磊;阻燃丙烯酸酯单体/低聚物的合成及其涂层热降机理与性能研究[D];中国科学技术大学;2008年

4 王锐;PET/纳米SiO_2复合材料制备及结构性能研究[D];四川大学;2003年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 解加卓;基于类水滑石的高分子纳米复合材料的制备与表征[D];山东农业大学;2016年

2 王珍;水滑石的制备及其催化氧化反应[D];大连理工大学;2016年

3 杨会朵;类水滑石材料的制备及其对铬离子的吸附性能研究[D];中国矿业大学;2016年

4 孔祥文;共沉淀法制备赤泥基水滑石及其EVA复合材料的界面特性、阻燃与力学性能研究[D];青岛科技大学;2016年

5 朱晓艳;基于苦卤和赤泥构筑水滑石及其在阻燃EVA复合材料的应用研究[D];青岛科技大学;2016年

6 霍莉莉;膨胀阻燃聚氨酯弹性体的制备与燃烧性能研究[D];青岛科技大学;2015年

7 李姗姗;含碳酸钙油田污泥在阻燃EVA复合材料中的应用研究[D];青岛科技大学;2015年

8 刘磊;铁系化合物对膨胀型阻燃环氧树脂复合材料燃烧性能影响的作用机理[D];青岛科技大学;2015年

9 周新星;环氧树脂阻燃及低引燃倾向卷烟的研究[D];湖南大学;2014年

10 刘思明;氧化物水合过程中对锌离子的吸附与晶格插入过程的研究[D];山东大学;2014年

，

本文编号：1265583