接枝PP对PPMMT复合材料阻燃性能影响及机理的研究

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1、接枝PP对PP／MMT复合材料阻燃性能的影晌及机理研究摘要本文采用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对钠基蒙脱土Ⅲa+．MMT)进行了有机化处理，制得有机蒙脱土(OrganicMontmorillonite，OMMT)。XRD测试表明，OMMT的层间距由1．1nm扩大到1．93nm，从而使熔融插层得以顺利进行。并采用反应挤出法制备了PP．g-MAH和PP．g-GMA作为相容剂，通过双螺杆挤出机利用熔融插层法成功制备了PP／OMMT纳米复合材料，随后对复合体系进行了XRD和TEM分析，结果表明接枝改性PP(PP．

2、g-MAH和PP—g．GMA)的加入使OMMT在PP／蒙脱土复合材料中，分散更为均匀，粒径变小，径厚比明显增大，与PP分子链形成了剥离或插层结构，层间距由1．93nm扩大到3．87nm。随后将PP／OMMT／PP—g．MAH、PP／OMMT／PP．g．GMA两种不同的复合体系进行锥形量热仪测试，测试结果表明，PP．g．MAIl对复合体系阻燃性能的提高要好于PP．g．GMA。进而考察了PP—g．MAH的添加量和接枝率对复合体系阻燃性能的影响，实验结果表明PP—g-MAH对阻燃性能的影响不大。对不同OMMT含量的

3、PP／PP．g-MAI-UOMMT复合材料进行了锥形量热仪、LOI、UL．94燃烧测试。实验结果表明：OMMT在锥形量热仪试验中表现出良好的阻燃效果，但UL．94测试结果不理想，不利于这种复合材料的实际应用。随后进行了无卤阻燃PP／OMMT复合材料的制备及阻燃性能测试实验。实验分别采用APP、Mg(OH)2／AI(OH)3、Mg(OH)2／RP分别按一定比例添加到PP／OMMT复合体系中，对其进行了Cone、LOI、UL．94测试和力学性能测试，并对对燃烧残余物进行了宏观观察和SEM分析。实验表明，APP、M

4、g(OH)2／AI(OH)3在锥形量热仪测试中表现出良好的阻燃效果，但也没有在UL．94测试中达到较高级别，且复合材料的韧性有大幅度下降。不过Mg(OH)2／RP体系的加入，不仅在锥形量热仪测试中取得了优异的阻燃性能，而且有效改善了LOI及UL．94的测试结果，达到复合材料在实际应用方面的要求。说明OMMT和l冲与Mg(OH)2一起使用时表现出很强的协同作用，在减少Mg(OH)2含量的条件下，纳米复合材料的阻燃性能可达到V-0级的标准，并且这在很大程度上改善了PP／OMMT的力学性能，从而使这种材料具有实际应

5、用的可能。关键词：聚丙烯蒙脱土阻燃锥形量热仪极限氧指数UL．94垂直燃烧测试STUDYONTHEEFFECTOFGRAFTEDPOLYPROPYLENEONTHEFLAMERETARDANCYPROPERTIESANDMECHANISMFORPP／MONTMORILLONITECOⅣ口OSITESABSTRACTInthisthesis，OrganicMontmorillonite(OMMT)waspreparedusingNa-一montmorillonite(Na十一MMT)andcetyltrimeth

6、ylammoniumbromide(CTAB)．TheX—raydiffractionpatternsofoMMTandNa十一MMTshowthattheinterlayerspacingisenlargedfrom1．1nmforNa十一MMTto1．93nmforOMMT．Thereby,thisprocessingmakesitpossibleformeltintercalationtoberealized．PP．g-MAHandPP．g-GMA，ascompartilizers，wereprepar

7、edbyatwinscrewextruderusingreactionextrusionmethod，andcharacterizedbyFT二IR．ThenthegraftingratioofPP—g—MAHWasdeterminedbyacid．basetitration．ThePP／OMMTnanocompositewasobtainedsuccessfullyviameltintercalationmethodusingatwinextruder．Thestructureofnanocompostie

8、sWasconfirmedbyX．raydiffraction(XRD)combinedwithtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．Theresultsillustratethatthereisclearcoexistenceofintercalatedandexfoliatedstructureinpolypropylenematrixwhenthecompar