高性能无卤阻燃聚乙烯复合材料的研究

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1、两华人学硕十学位论文高性能无卤阻燃聚乙烯复合材料的研究材料加工工程专业研究生杨雅琦指导教师魏刚副教授聚乙烯(PE)具有优良的力学性能、较高的体积电阻率和较低的介电损耗等，广泛应用于电线电缆。但聚乙烯属易燃高分子材料，需要加入阻燃剂进行改性。由于卤系阻燃剂在燃烧时产生卤化氢等有毒气体，应用受到限制，无卤阻燃聚乙烯成为当前的研究重点。目前，无卤阻燃剂普遍存在添加量较大、阻燃效率偏低、复合材料力学性能差等缺点。为此，需要开发具有高阻燃性能、环境友好且力学性能优良的无卤阻燃聚乙烯复合材料。本论文的主要研究内容及结果如下：(1)采用高聚合度蜜胺包覆聚磷酸铵(MAPP)及季戊四醇(PER)复配组成膨胀

2、型阻燃剂，考察MAPP与PER的协效性及对PE性能的影响。结果表明，MAPP／PER=2／1时可发挥出较好的阻燃效果。以MAPP／PER=2／1复配成膨胀型阻燃剂，制备出HⅥFR阻燃复合材料。随着IFR含量增加，复合材料氧指数逐渐上升，当IFR添加量为30％时，材料LOI值为25．5％，但力学性能下降明显。进一步分析表明：IFR可提高PE的熔融指数及耐热变形性能，同时还可促进PE成炭，拓宽其热降解温度范围。(2)通过氧指数(LoI)、热重分析(TG)以及扫描电镜(SEM)等测试手段，考察蒙脱土(Na．MMT)、有机蒙脱土(OMMT)、尼龙6(PA6)等阻燃协效剂对PE／ⅢR阻燃复合材料的协

3、同阻燃作用，以及对体系热稳定性、燃烧炭层结构的影响。借助X射线衍射(XRD)表征P踟鼬．MMT及PE／踟MMT纳米复合材料的结构。结果表明，适量的OMMT及PA6与PE凰复合体系具有较好的阻燃协效性，可提高材料成炭量，并有助于高质量炭层的形成。(3)用Si02沉积、偶联处理过的镁盐晶须(M．HOS)增强PE／Mg(OH)2Ⅸ,tt暇华人学硕十学位论文燃复合材料。结果表明，M．HOS的加入可明显提高复合材料的力学性能。同时，M．HOS还有助于提高材料的耐热变形性能。IFR粒径细化可提高PE／IFR复合材料的力学性能及阻燃性。在IFR添加量为28％时，氧指数可上升1．5％。关键词：聚乙烯；膨胀

4、型阻燃剂；协效阻燃剂；阻燃性能；力学性能H两华人学硕十学位论文StudyofHigh-poweredHalogen—-freeFlameRetardantPolyethyleneCompositeMajor：MaterialprocessingengineeringGraduate：YangYaqiSupervisor：WeiGangPolyethylene(PE)iswidelyusedinfieldofcableandwire，becauseofitsgreatmechanicalproperties，highermassresistivityandlowerdielectricdis

5、sipationfraction．PEbelongstoflammablematerial，SOitneedtomodifiedwithflameretardant．Theapplicationofhalogenflameretardanthasbeenresisted，becauseitreleasehadrogenhalideduringcombustion，SOhalogen·freefireretardantPEcomet0beahotspot．Comparedwithhalogenflameretardant，theefficiencyofhalogen-freefirereta

6、rdantislowerwiththedropofmechanicalproperties．SoitisessentialtodevelopafireretardantPEcompositewithhigherefficiency，environment·friendlyandexcellentcomprehensiveperformance．Maincontentsandresultsaleconcludedasfollows：(1)Mixedmelaminecoatedammoniumpolyphosphate(MAPP)withhi．ghdegreeofpolymerizationa

7、ndpentaerythritol(PER)intointumescentflameretardant．SynergyofMAPPandPER，andtheirinfluenceonpropertiesofPEhavebeenresearched．TheresultindicatedthatPEhasabetterfireretardantpropertywhenMAPP／PER=2／1．Mixedintumescent