水镁石基力学增强型复合阻燃剂的制备与应用

摘要

在无卤阻燃剂的发展历程中，水镁石因储量丰富、环保、低毒，特别是在抑烟方面表现出的优异特性受到人们的广泛关注，但单独填充到高分子材料中导致力学性能急剧恶化，限制了其在生产生活中的应用。课题组前期合成的氮磷镁复合阻燃剂虽然显著提高了水镁石的阻燃性能，但复合材料拉伸仍有待提高。本文在水镁石表面逐层包覆多聚磷酸与十二胺的基础上，进一步与含硅微纳米增强型材料复合，制备力学性能和阻燃性能均获得显著提升的水镁石基复合阻燃材料。具体内容如下:
　　(1)使用超声的方法对云母原粉进行剥离，通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)考察了云母的剥离情况，证明超声后有效剥离了云母粉的多层堆叠结构。将剥离后的云母填充到复合阻燃剂/混合塑料中，制备了云母/复合阻燃剂/混合塑料复合材料，利用热重分析、氧指数测试、垂直燃烧测试、氧弹热量仪等考察了材料的阻燃性能，实验结果表明添加改性云母粉有利于提升复合材料的阻燃性能，力学性能测试表明材料的拉伸强度有所改善。
　　(2)硅烷偶联剂改性后的玻璃纤维填充到基体中制备玻璃纤维/复合阻燃剂/混合塑料复合材料，考察了添加玻璃纤维后对复合材料力学性能和阻燃性能的影响。经测试表明材料的力学性能显著提升，但复合材料的热稳定性下降，氧指数降低，添加玻璃纤维不利于提升材料的阻燃性能。
　　(3)针状结构的硅灰石填充到复合阻燃剂/混合塑料中制备硅灰石/复合阻燃剂/混合塑料复合材料，考察硅灰石对复合阻燃剂/混合塑料性能的影响。结果表明，硅灰石能够提高材料力学性能的同时提升材料的阻燃性能，填充量在2％时，复合材料的综合性能最佳。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 聚合物的燃烧和阻燃机理

1．1．1 聚合物的燃烧

1．1．2 阻燃机理

1．2 阻燃剂的分类

1．2．1 卤系阻燃剂

1．2．2 磷系阻燃剂

1．2．3 氮系阻燃剂

1．2．4 硼系阻燃剂

1．2．5 硅系阻燃剂

1．2．6 膨胀型阻燃剂

1．2．7 矿物阻燃剂

1．3 水镁石基阻燃剂

1．3．1 水镁石矿物简介

1．3．2 水镁石的开发与利用

1．3．3 水镁石／氢氧化镁阻燃剂的研究进展

1．4 本论文的研究内容和意义

2 云母／复合阻燃剂／混合塑料复合材料的制备及表征

2．1 前言

2．2 实验部分

2．2．1 实验原料及设备

2．2．2 实验步骤

2．2．3 实验的测试与表征

2．3 结果与讨论

2．3．1 扫描电镜分析

2．3．2 X射线衍射分析

2．3．3 力学性能测试

2．3．4 热重分析

2．3．5 复合材料的阻燃性能

2．3．6 红外光谱测试

2．3．7 氧弹热量仪测试

2．4 本章小结

3 玻璃纤维／复合阻燃剂／混合塑料复合材料的制备及表征

3．1 前言

3．2 实验部分

3．2．1 实验原料及设备

3．2．2 实验步骤

3．2．3 实验的测试与表征

3．3 结果与讨论

3．3．1 复合材料力学性能测试

3．3．2 复合材料横断面扫描电镜分析

3．3．3 复合材料热重分析

3．3．4 复合材料的阻燃性能

3．3．5 复合材料的氧弹热量仪测试

3．4 本章小结

4 硅灰石／复合阻燃剂／混合塑料复合材料的制备及表征

4．1 前言

4．2 实验部分

4．2．1 实验原料及设备

4．2．2 实验过程

4．2．3 测试与表征

4．3 实验结果与讨论

4．3．1 力学性能分析

4．3．2 扫描电镜分析

4．3．3 热重分析

4．3．4 复合材料的阻燃性能测试

4．3．5 复合材料的红外光谱测试

4．3．6 氧弹热量仪测试

4．4 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢