纳米石墨微片协效阻燃EVA纳米复合材料的研究

摘要

乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)由于易燃性而限制了其广泛的应用领域，填加无机阻燃剂氢氧化铝(ATH)虽然能够提供良好的阻燃性能，但是过多的填加量对复合材料的力学性能及加工性能非常不利。纳米石墨微片(GNP)具有大比表面积、高的热稳定性作为填料填加在高分子材料基体中，很少的填加量就能够提高材料的热稳定性及阻燃性能。GNP与 ATH复合使用可能实现较少的填加量而提供复合材料高的阻燃性能。
　　本论文以膨胀石墨为原料通过湿法球磨制备 GNP，并采用直接沉淀法和球磨共混法对GNP进行改性。采用 X-射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究了GNP及改性 GNP的结构；以熔融共混法制备 GNP/EVA及改性 GNP/EVA复合材料，通过热重分析(TG)研究了复合材料的热降解行为，以拉伸强度和断裂伸长率评价了复合材料的拉伸性能，以体积电阻率评价了复合材料的电学性能；并以 GNP及改性 GNP与氢氧化铝(ATH)复合应用于阻燃 EVA，研究 GNP及改性 GNP与ATH的协效阻燃作用。
　　研究结果表明：采用湿法球磨成功制备出 GNP，实现了Fe2O3、NiO、硅烷(KH560)、2-羧乙基苯基次膦酸(CEPPA)对GNP的改性；GNP及改性GNP在EVA中分散均匀，加入 GNP和改性 GNP后复合材料的热稳定性较EVA有所提升，而力学性能却有所下降，添加1％GNP的纳米复合材料具有良好的绝缘性；GNP与 ATH具有协效阻燃作用，能够提高复合材料的氧指数，并有利于提高复合材料的UL-94等级；改性 GNP与 ATH的协效作用还与负载的粒子有关，其中负载 CEPPA、KH560的GNP与 ATH的协效作用相对较强，对复合材料的阻燃性能提高较大；加入 ATH后复合材料的拉伸性能降低了很多，而体积电阻率却提升了一个数量级。

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

第1章 绪论

1.1课题背景

1.2 GNP的研究进展

1.3论文的主要研究内容

第2章 实验部分

2.1实验药品与试剂

2.2实验用仪器与设备

2.3材料制备

2.4表征及测试方法

第3章 GNP的改性及其纳米复合材料

3.1 GNP的结构与形貌

3.2改性GNP的结构与形貌

3.3 GNP/EVA纳米复合材料

3.4改性GNP/EVA复合材料

3.5本章小结

第4章 GNP协效无卤阻燃EVA材料的研究

4.1 GNP的用量对复合材料阻燃性能的影响

4.2改性GNP/ATH/EVA复合材料

4.3 GNP/ATH/EVA复合材料的力学性能和电性能

4.4本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

致谢