膨胀阻燃聚丙烯的增韧改性

发布时间：2017-08-12 04:17

  本文关键词：膨胀阻燃聚丙烯的增韧改性

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【摘要】：聚丙烯(PP)是一种来源丰富、价格低廉、性能优良的通用塑料,在电子电器、汽车、航天、建筑装潢等领域存在广泛的应用。但是,聚丙烯的一个严重缺点是它易燃,着火时会产生大量有毒气体和浓烟并伴随着剧烈的放热,这会对人身和财产安全产生巨大隐患。在很多场合下,聚丙烯必须要经过阻燃改性后才能被使用。膨胀阻燃剂(IFR)具有无卤、低烟、无毒等许多优点,它被广泛用来阻燃聚丙烯。不过添加大量的膨胀阻燃剂后,聚丙烯的力学性能,尤其是冲击韧性会急剧下降,因此对其增韧很有必要。本文的主要目的是研究膨胀阻燃聚丙烯的增韧,并对增韧过程中复合材料的拉伸性能、阻燃性能、热稳定性以及加工等性能的变化规律进行了研究。在本工作中,我们以K7926聚丙烯树脂作为基体树脂,在其中加入了30 wt%的膨胀阻燃剂和15 wt%的聚烯烃弹性体(POE)。在此基础上,我们分别考察了两种纳米填料,包括纳米二氧化硅(Si02)粒子和纳米蒙脱土(MMT)对体系的协同增韧作用,并考察了复合材料其它性能,如拉伸性能、阻燃性能、热性能以及流动性能的变化规律。研究结果表明,纳米Si02对于提高PP/IFR/POE复合材料的抗冲击性能和抗拉伸性能都有着积极作用,2 wt%的纳米Si02能使复合材料的缺口冲击强度提高约30%,并使其拉伸强度提高约25%。此外,纳米Si02的引入还促使复合材料的极限氧指数从26.5%升高到30%,垂直燃烧试验结果达到了V-0级。复合材料的热稳定性也随之改善,残炭比例明显提高。复合材料保持了较好的熔体流动性能,MI值可以达到9.6 g/10 min以上研究结果还表明,纳米MMT对于提高PP/IFR/POE复合材料的抗冲击性能更加显著,2 wt%的纳米MMT能使复合材料的缺口冲击强度提高近90%。阻燃性能方面,添加了MMT的复合材料的极限氧指数达到29.3%,垂直燃烧试验结果达到了V-0级。与未添加MMT样品相比,复合材料的热稳定性也得到了明显提高。此外,这种复合材料也具有很好的加工流动性,MI值同样达到了9.6g/10 min以上。总之,本工作较为详细地研究了纳米填料对弹性体改性的膨胀阻燃聚丙烯的力学性能、阻燃性能、热稳定性以及加工流动性的影响规律。研究结果将能够作为膨胀阻燃聚丙烯增韧改性工作的有益参考,并能够推动膨胀阻燃聚丙烯的广泛应用。
【关键词】：聚丙烯 膨胀阻燃 增韧 聚烯烃弹性体 二氧化硅 蒙脱土
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TQ325.14
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• Abstract9-15
• 第一章 绪论15-24
• 1.1 聚丙烯的阻燃改性研究概述15
• 1.2 阻燃剂的研究进展15-18
• 1.2.1 卤系阻燃剂15-16
• 1.2.2 无机金属氢氧化物阻燃剂16-17
• 1.2.3 磷系阻燃剂17
• 1.2.4 膨胀阻燃剂17-18
• 1.3 聚丙烯的增韧改性18-22
• 1.3.1 橡胶或弹性体增韧18-20
• 1.3.2 热塑性塑料增韧20
• 1.3.3 纳米粒子增韧20-21
• 1.3.4 弹性体和纳米粒子协同增韧21-22
• 1.4 膨胀阻燃聚丙烯的增韧改性研究22
• 1.5 本研究的内容、目的和意义22-24
• 第二章 二氧化硅和聚烯烃弹性体增强增韧膨胀阻燃聚丙烯24-37
• 2.1 前言24-25
• 2.2 实验部分25-26
• 2.2.1 主要原料及实验设备25-26
• 2.2.2 实验方法及步骤26
• 2.2.3 性能测试与表征26
• 2.3 结果与讨论26-36
• 2.3.1 PP/IFR/POE复合材料的力学性能26-28
• 2.3.2 PP/IFR/POE/SiO_2复合材料力学性能28-32
• 2.3.3 与文献结果对比讨论32-33
• 2.3.4 复合材料阻燃性能33-35
• 2.3.5 复合材料热性能35-36
• 2.3.6 复合材料的熔体流动性能36
• 2.4 结论36-37
• 第三章 蒙脱土和聚烯烃弹性体增强增韧膨胀阻燃聚丙烯37-46
• 3.1 前言37-38
• 3.2 实验部分38
• 3.2.1 主要原料及实验设备38
• 3.2.2 实验方法及步骤38
• 3.2.3 性能测试与表征38
• 3.3 结果讨论38-45
• 3.3.1 PP/IFR/POE/MMT复合材料的机械性能38-40
• 3.3.2 PP/IFR/POE/MMT复合材料的阻燃性能40-41
• 3.3.3 PP/IFR/POE/MMT复合材料的热性能41-43
• 3.3.4 PP/IFR/POE/MMT复合材料的表面炭层的SEM分析43
• 3.3.5 PP/IFR/POE/MMT复合材料的结构分析43-45
• 3.3.6 PP/IFR/POE/MMT复合材料的熔融指数45
• 3.4 总结45-46
• 第四章 结论46-47
• 参考文献47-55
• 攻读硕士期间发表的论文55

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前9条

1 邬润德,童筱莉,周治国;纳米二氧化硅增强、增韧聚丙烯的研究[J];工程塑料应用;2003年11期

2 严淑芬;;金属氢氧化物阻燃剂/聚丙烯研究进展[J];化工新型材料;2009年05期

3 赵贵哲,刘亚青;纳米SiO_2增强增韧聚丙烯(PP)的研究[J];吉林大学学报(工学版);2005年02期

4 李傲;梁基照;;无卤阻燃剂的研究进展[J];上海塑料;2007年01期

5 高俊刚,王东,刘悦有,于茂赏;mPE弹性体/PP共混物的流变行为与力学性能[J];塑料工业;2003年03期

6 顾圆春,邱桂学,包艳;聚丙烯/弹性体/纳米高岭土三元复合材料的研究[J];塑料工业;2004年10期

7 位建华;雷立旭;;层状氢氧化物阻燃剂[J];塑料工业;2007年S1期

8 田雪梅;;金属氢氧化物阻燃剂研究进展[J];塑料助剂;2011年06期

9 秦好丽,杨兆禧,梁路一,许彬;纳米Sb_2O_3对聚丙烯阻燃性能的影响[J];中国塑料;2004年10期

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本文编号：659721