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聚丙烯/Al（OH）3/Mg（OH）2/ZB阻燃复合材料的制备及其性能研究

作　者: 陈莹
导　师: 梁基照
学　校: 华南理工大学
专　业: 化工过程机械
关键词: 聚丙烯 复合材料 阻燃性能 力学性能 流动性能
分类号: TQ325.14
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 209次
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内容摘要


聚丙烯（PP）是碳氢类材料,极易燃烧,这限制了其广泛应用。目前,阻燃的主要方法是在PP中添加阻燃剂。鉴于对环境保护的要求,无卤阻燃PP已成为当前的研究热点。但无卤阻燃剂的添加量通常比较大,这极大的影响了材料的力学性能与加工性能。为此,研制高效、环保且力学性能优良的阻燃PP是很有必要的。本论文首先论述了聚丙烯用无卤阻燃剂的研究进展及阻燃机理,并据此选用Al（OH）3和Mg（OH）2复配阻燃、硼酸锌协效的阻燃PP体系;然后考虑到阻燃剂对PP力学性能和加工性能的破坏,选用表面处理过的刚性无机粒子CaCO3及POE填充阻燃聚丙烯。通过熔融共混法制备出PP/Al（OH）3/Mg（OH）2/ZB、PP/Al（OH）3/Mg（OH）2/ZB/CaCO3及PP/Al（OH）3/Mg（OH）2/ZB/CaCO3/POE复合材料。采用三套体系对比分析,对各体系阻燃、力学及流动性能进行研究,并对其机理进行初步探讨。阻燃性能主要包括氧指数、烟密度和水平燃烧速度。结果显示:随阻燃剂添加量增加,体系的氧指数逐渐增加、水平燃烧速度及烟密度大幅降低。在相同阻燃剂添加量下,加入CaCO3及同时加入CaCO3和POE的体系氧指数增大,烟密度降低,有利于阻燃,但同时也会使水平燃烧速度略微增大。力学性能主要包括拉伸性能及冲击性能。结果显示:随阻燃剂添加量增加,体系的扯断应变、拉伸强度、断裂伸长率下降,弹性模量增大。V型缺口试样的冲击强度随阻燃剂含量增大先增大后减少。在相同阻燃剂添加量下,加入CaCO3及同时加入CaCO3和POE后的体系的扯断应变、断裂伸长率、冲击强度增大,体系的力学性能得到改善,且同时加入CaCO3和POE的体系其冲击性能明显改善。流动性能测试主要是熔体体积流动速率的测定。结果显示:随着阻燃剂添加量的增加而熔体体积流动速率近线性下降,且载荷越大熔体体积流动速率越大。经过表面处理的碳酸钙,与基体相容性更好,可使得熔体体积流动速率越大。本研究成果可望对无卤阻燃PP的设计和应用提供理论依据和指导作用。

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 合成树脂与塑料工业 > 聚合类树脂及塑料 > 聚烯烃类及塑料 > 聚丙烯
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