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无卤阻燃尼龙66/OMMT/SiO_2纳米复合材料的研究

作　者: 毛文英
导　师: 李巧玲
学　校: 中北大学
专　业: 材料学
关键词: 尼龙66 纳米复合 膨胀阻燃 协同阻燃
分类号: TB383.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 298次
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内容摘要


本实验以尼龙66为主原料，使用熔融共混法将自制有机蒙脱土（OMMT）、表面改性纳米SiO2分散到尼龙66基体中，制得尼龙66纳米复合材料；以聚磷酸铵（APP）、三聚氰胺（MA）为膨胀型阻燃剂（IFR），与OMMT、SiO2共混制得膨胀型阻燃尼龙66纳米复合材料；以氧化锌为阻燃协效剂，膨胀型阻燃纳米材料为基料，制得协效阻燃纳米材料。实验探讨了各组分配比变化对尼龙66基体性能的影响，对各配方的力学性能、燃烧性能进行了对比研究。研究了阻燃剂对尼龙66力学性能和燃烧性能的影响，考察了OMMT、SiO2对基体的增强效应及其与IFR的协同效应。通过极限氧指数（LOI）、红外谱图等研究了纳米氧化锌在整个阻燃体系中的协效作用，最终得到满足UL94V-0级、力学性能损害较小的阻燃纳米复合材料。尼龙66纳米复合材料的研究结果表明，2.0％OMMT与1.5％SiO2的加入较纯尼龙66的拉伸强度提高了8.84％，冲击强度提高了14.49％。对拉伸、冲击断口的SEM观测结果说明材料在受力过程中由于产生塑性变形而消耗了能量，从而提高了材料的力学性能。另外，OMMT、SiO2的加入玻璃化转变温度较纯尼龙66提高了59.6℃，并且材料的成炭率较纯尼龙66提高了5.95，说明OMMT、SiO2明显提高了尼龙66基体的耐热性。阻燃材料测试结果表明，随着膨胀型阻燃剂APP、MA用量的增加，材料的LOI逐渐提高，力学性能却大幅度下降。OMMT／SiO2的加入改善了材料的力学性能并具有一定的协同阻燃作用，固定APP／MA（3∶2）的添加量为20％，2.0％OMMT的加入比只加20％APP／MA的拉伸强度提高了5.13％，LOI提高了2.13％；SiO2的耐热性良好，添加1.5％的SiO2与2.0％的OMMT，拉伸强度较单加阻燃剂提高了8.89％，冲击强度提高了10.21％，LOI提高了4.61％，材料达到UL94V-0级。当氧化锌用量为2.0％时，材料的LOI较膨胀阻燃基材提高了11.19％，且对材料的力学性能影响很小。SEM观测结果表明，氧化锌协效剂改善了材料膨胀炭层的微观结构，提高炭层的高温稳定性，有效避免IFR体系炭层出现裂缝从而降低隔氧隔热效果的缺陷。

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中图分类: > 工业技术 > 一般工业技术 > 工程材料学 > 特种结构材料
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