聚乙烯/介孔分子筛的制备及其热降解与燃烧行为的研究

摘要

MCM-41介孔分子筛具有较大比表面积、有序的六方孔道结构，分子筛表面和孔道可与原子、离子、分子及纳米粒子相互作用，进而提高材料的物理和化学性能，在吸附、催化领域备具有广阔的应用前景。
　　本论文采用水热法以十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂，正硅酸乙酯(TEOS)为硅源，在碱性条件下合成MCM-41，并引入Fe2O3、NiO对分子筛进行改性。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究了MCM-41及改性MCM-41的结构，分析了合成条件对结构的影响;以溶液法和熔融法制备聚乙烯(PE)/MCM-41复合材料，通过热重分析(TG)和锥形量热仪(Cone)分别研究了复合材料的热降解行为和燃烧性能,并以MCM-41联合聚磷酸胺(APP)和季戊四醇(PER)作为膨胀阻燃剂应用于PE，研究介孔分子筛对膨胀阻燃体系的协效阻燃作用。
　　研究结果表明:采用水热法成功制备出高度有序、孔径为3.8nm的MCM-41介孔分子筛，同时实现了Fe2O3、NiO对MCM-41的改性，但金属氧化物的引入在一定程度上降低了分子筛孔道的有序程度;介孔分子筛在PE中分散均匀，PE/MCM-41与PE/Ni-MCM-41的热稳定性较PE降低，热释放峰的提前、峰值增加，而PE/Fe-MCM-41的热稳定性与PE接近，热释放峰延后、峰值显著提高;介孔分子筛与IFR具有协效阻燃作用，可促进热降解成炭，降低了燃烧过程中的热释放，与MCM-41相比，Fe-MCM-41和Ni-MCM-41的作用更为突出。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题背景与意义

1．2 介孔分子筛的研究进展

1．2．1 介孔分子筛的制备方法

1．2．2 介孔分子筛的改性方法

1．3 聚合物／介孔分子筛的制备方法

1．3．1 单体原位聚合法

1．3．2 共混法

1．4 介孔分子筛阻燃聚合物的研究进展

1．5 主要研究内容

第2章 实验方案与研究方法

2．1 MCM-41分子筛的制备与改性

2．1．1 实验原料

2．1．2 实验用仪器设备

2．1．3 实验流程

2．1．4 MCM-41的制备

2．1．5 Fe-MCM-41的制备

2．1．6 Ni-MCM-41的制备

2．2 复合材料的制备

2．2．1 实验原料

2．2．2 实验仪器与设备

2．2．3 PE／MCM-41复合材料的制备

2．2．4 PE／IFR／MCM-41复合材料的制备

2．3 表征方法

2．3．1 X-射线衍射

2．3．2 扫描电子显微镜

2．3．3 透射电子显微镜

2．3．4 热重分析

2．3．5 锥形量热仪分析

2．4 本章小结

第3章 MCM-41的制备与改性

3．1 MCM-41的制备

3．1．1 水解时间

3．1．2 陈化时间

3．1．3 水解温度

3．1．4 pH值

3．1．5 陈化温度

3．2 MCM-41的改性

3．2．1 负载Fe2O3的MCM-41

3．2．2 负载NiO的MCM-41

3．3 本章小结

第4章 PE／MCM-41复合材料的热降解及燃烧行为

4．1 介孔分子筛在PE中的分散

4．2 PE／MCM-41复合材料的热降解与燃烧行为

4．2．1 热降解行为研究

4．2．2 燃烧行为研究

4．3 PE／IFR／MCM-41复合材料的热降解与燃烧行为

4．3．1 热降解行为研究

4．3．2 燃烧行为研究

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