本文關鍵詞：納米碳材料復配氫氧化鋁阻燃HDPE的研究　出處：《浙江大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

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【摘要】：聚烯烴是世界上用量最大的高分子材料。但是由于聚烯烴本身極易燃、發(fā)熱量大,燃燒速度快及燃燒時伴隨著滴落,從而限制了其在對阻燃級別要求較高領域中的應用。隨著全球范圍內(nèi)安全環(huán)保意識的逐漸加強,傳統(tǒng)的鹵系阻燃劑受到越來越多的限制,無鹵、低煙、低毒的環(huán)保型阻燃高分子材料已成為人們追求的目標。無機阻燃體系是發(fā)展最早的阻燃體系之一,但是較低的阻燃效率一直嚴重影響著其應用范圍的擴展。本文基于氫氧化鋁(ATH)對高密度聚乙烯(HDPE)的阻燃機理,討論了富勒烯(C60)以及納米炭黑(CB)對HDPE/ATH阻燃性能的影響。以HDPE為基體,C60和ATH為阻燃劑,通過熔融共混法制備HDPE/ATH/C60復合材料并對材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性進行研究。電鏡顯示C60在基體中分散性一般以微米級存在。垂直燃燒測試發(fā)現(xiàn)在HDPE/ATH比例為100/120的體系中加入3份C60就可以使體系達到UL94標準的V-0級別,同時極限氧指數(shù)(LOI)提高了2%左右。錐形量熱實驗(Cone)發(fā)現(xiàn)C60的加入可以延長HDPE/ATH材料的點燃時間和最大熱釋放時間,同時降低最大熱釋放速率。熱重分析(TG)表明氮氣和空氣氛圍下C60使HDPE/ATH材料的初始分解溫度有所提高,DSC測試顯示其可以有效提高基體的氧化誘導期。熱重-紅外聯(lián)用測試(TG-FTIR)表明C60可以有效吸收基體初始分解階段產(chǎn)生的烷基及烷氧自由基,形成網(wǎng)絡結構,抑制基體分解,從而達到提高HDPE/ATH阻燃性能的作用。使用硅烷偶聯(lián)劑KH-550處理ATH和C60粉末,通過熔融共混法制備HDPE/ATH/KH-550/C60復合材料并對材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性進行研究。電鏡顯示C60在基體中分散性提高。垂直燃燒測試發(fā)現(xiàn)在HDPE/ATH比例為100/120的體系中加入1份C60就可以使體系達到V-0級別,但極限氧指數(shù)變化不明顯。錐形量熱實驗發(fā)現(xiàn)經(jīng)過KH-550改性后的體系在點燃時間、最大熱釋放時間以及最大熱釋放速率方面效果都有了明顯提高。DSC顯示HDPE/ATH/KH-550/C60體系的氧化誘導期時間也有了極大的增加。以HDPE為基體,CB和ATH為阻燃劑,通過熔融共混法制備HDPE/ATH/CB復合材料并對材料的阻燃性能和熱穩(wěn)定性進行研究。垂直燃燒測試發(fā)現(xiàn)在HDPE/ATH比例為100/80的體系中加入10份CB就可以使體系達到UL94標準的V-0級別,同時極限氧指數(shù)(LOI)提高了3%左右。錐形量熱實驗(Cone)發(fā)現(xiàn)少量CB的加入可以降低HDPE/ATH材料的最大熱釋放速率、總熱釋放量、比消光面積以及CO和C02的釋放量,但隨著CB含量的提高,最大熱釋放速率、比消光面積以及CO和C02的釋放量卻逐漸增大。熱重分析(TG)表明氮氣和空氣氛圍下CB使HDPE/ATH材料的初始分解溫度大幅提高,DSC測試顯示其可以有效提高基體的氧化誘導期。CB也可以有效吸收基體初始分解階段產(chǎn)生的烷基及烷氧自由基,形成網(wǎng)絡結構,抑制基體分解,從而達到提高HDPE/ATH阻燃性能的作用。
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TQ325.12

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