纳米氢氧氧铋/可膨胀石墨/聚乙烯复合材料阻燃性能研究

摘要

随着电力行业的不断发展，对电线电缆的要求逐渐升高。在工业建筑和家庭用电中希望电线电缆有一定阻燃特性，但聚乙烯作为一种重要的电线电缆绝缘材料，其氧指数仅为17.4，属于易燃材料。研制具有阻燃特性的聚乙烯绝缘材料对电线电缆工业的发展具有促进作用。
　　首先应用水热合成法制备新型阻燃剂纳米氢氧氧铋颗粒，研究了反应温度、反应时间和反应pH值对颗粒形貌和尺寸的影响规律，利用室温X射线衍射仪研究纳米氢氧氧铋相组成、利用扫描电镜研究纳米氢氧氧铋的微观组织结构、利用热分析仪(TG/DSC)研究氢氧氧铋热分解过程及相变特征。为了提高纳米氢氧氧铋颗粒在聚乙烯中的分散性，应用水热合成法对聚乙烯进行了表面包覆纳米氢氧氧铋颗粒，研究阻燃剂含量对聚乙烯复合材料的氧指数、热分解过程、发烟量、一氧化碳生成量、燃烧速率等性能的影响。
　　其次为了增强阻燃效果，添加了可膨胀石墨，由于可膨胀石墨润湿性差，与聚乙烯相容性差，所以利用水热合成法对可膨胀石墨进行了表面包覆纳米氢氧氧铋颗粒。利用扫描电镜研究了包覆后可膨胀石墨的微观表面形貌。掌握不同比例的纳米氢氧氧铋和可膨胀石墨对聚乙烯的发烟量、一氧化碳生成量、燃烧速率及氧指数等性能的变化规律。
　　最后研究纳米氢氧氧铋和可膨胀石墨复合阻燃剂的含量对聚乙烯氧指数的变化规律。实验得出纳米氢氧氧铋和可膨胀石墨比例为1:1，总添加量为20％时，复合材料氧指数为27，其机械性能良好，并且生烟量也得到较好控制。

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第1章 绪论

1.1课题背景

1.2阻燃剂的分类

1.3国内外研究现状及分析

1.4课题研究内容

第2章 新型阻燃剂纳米氢氧氧铋制备及表征

2.1新型阻燃剂纳米氢氧氧铋的制备

2.2新型阻燃剂纳米氢氧氧铋的测试方法

2.3纳米氢氧氧铋组织结构表征

2.4纳米氢氧氧铋包覆聚乙烯工艺及表征

2.5本章小结

第3章 纳米氢氧氧铋/聚乙烯复合材料阻燃特性

3.1纳米氢氧氧铋/聚乙烯阻燃复合材料制备方法

3.2纳米氢氧氧铋/聚乙烯阻燃复合材料测试方法

3.3纳氢米氧氧铋/聚乙烯复合材料阻燃特性

3.4本章小结

第4章 纳米氢氧氧铋/可膨胀石墨/聚乙烯

4.1纳米氢氧氧铋包覆可膨胀石墨工艺及表征

4.2纳米氢氧氧铋和可膨胀石墨比例对聚乙烯阻燃性质的影响

4.3不同阻燃剂含量复合材料测试结果分析

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及申请的专利

致谢