膨胀阻燃剂耐水性对聚丙烯阻燃性能的影响.pdf

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1、膨胀阻燃剂耐水性对聚丙烯阻燃性能的影响丁耀莹2015年6月中图分类号：TQ028.1UDC分类号：540膨胀阻燃剂耐水性对聚丙烯阻燃性能的影响作者姓名丁耀莹学院名称材料学院指导教师仪德启答辩委员会主席杨荣杰教授申请学位工学硕士学科专业材料工程学位授予单位北京理工大学论文答辩日期2015年6月EffectofwaterresistanceonintumescentflameretardanttopolypropyleneCandidateName：YaoyingDingSchoolorDepartment:MaterialS

2、cienceandEngineeringFacultyMentor:DeqiYiChair,ThesisCommittee：Prof.RongjieYangDegreeApplied:MasterofEngineeringMajor：MaterialEngineeringDegreeby:BeijingInstituteofTechnologyTheDateofDefence：June，2015研究成果声明本人郑重声明：所提交的学位论文是我本人在指导教师的指导下进行的研究工作获得的研究成果。尽我所知，文中除特别标注和致谢的

3、地方外，学位论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京理工大学或其它教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的合作者对此研究工作所做的任何贡献均已在学位论文中作了明确的说明并表示了谢意。特此申明。签名：日期：北京理工大学硕士学位论文摘要本文针对膨胀阻燃聚丙烯体系耐水性差的问题，从两个方面提出了解决思路。首先，使用新型的大分子成炭剂PAP代替传统膨胀阻燃配方中水溶性高的双季戊四醇作为炭源，制备系列阻燃聚丙烯样品。通过浸水试验测试样品的耐水性能，用热重分析表征了样品的热稳定性，用UL-94、极限氧

4、指数和锥形量热仪测定了样品的阻燃性能，并用拉力试验机测定了样品的力学性能。结果表明，PAP作为炭源，使膨胀阻燃体系具有良好的阻燃效果；而且可以显著降低浸水试验后的失重率，提高膨胀阻燃体系的耐水性能，使部分阻燃聚丙烯样品（2#和3#）在浸水试验后仍可以通过UL-94测试V-0级。且PAP的使用可以改善阻燃聚丙烯样品的力学性能。同时，为了具体地研究每种膨胀阻燃剂组分对耐水性能的影响，本文制备了一系列单组份添加的聚丙烯样品，进行长时间的浸水试验，定期间隔性地测试样品的失重率，将每次计算得到的失重率值对时间做图，绘制失重率-时间曲

5、线，为膨胀阻燃聚丙烯体系的耐水性提供基础研究支持。结果表明，在本文用到的膨胀阻燃剂所有组分中，APP/MMT纳米复合物、Ⅱ-APP和DPER在浸水试验中由聚丙烯向水中的浸出量较大。将三种不同粒径的APP/MMT纳米复合物添加到PP中，浸水试验后，发现粒径小的APP/MMT浸水迁出量最小。在以上研究的基础上，本文将多相纳米复合引用到该体系中，研究聚合物/粘土/膨胀阻燃剂结构对提高膨胀阻燃聚丙烯体系的耐水性能和阻燃性能的影响。分别将有机改性的层状双氢氧化物/蒙脱土纳米复合物（o-LDH-MMT）和有机改性的蒙脱土（o-MMT）

6、通过熔融共混的方法添加到PP和PPg中，制得聚合物/粘土纳米复合材料。再将膨胀阻燃剂APPIFR和APP/MMTIFR分别加入到上述两种聚合物/粘土纳米复合材料中制得PP/o-LDH-MMT/膨胀阻燃剂和PPg/o-MMT/膨胀阻燃剂两种阻燃体系。通过对比分析各组实验不同配方之间耐水性和阻燃性的差异，研究粘土在聚合物相和阻燃剂相中的存在对浸水析出和阻燃性能产生的影响，以及带来的力学性能的改变。结果表明，向聚丙烯中加入o-LDH-MMT和o-MMT后，均可以显著地降低APPIFR和APP/MMTIFR体系的热释放速率，增加残

7、炭量，提高残炭表层和内部残炭的力学强度和隔热强度，极大地改善炭层性质，使样品保持很高的UL-94垂直燃烧级别。在浸水试验中，o-LDH-MMT的加入会增加体系的失重率，但由于PAP的使用，使失重I北京理工大学硕士学位论文率仍保持较低的数值，同时由于聚合物/粘土/膨胀阻燃剂体系阻燃性能的极大提高，使得样品在浸水试验后仍保持较高的阻燃级别不变。关键词：耐水性；大分子成炭剂；多相纳米复合；膨胀型阻燃剂；聚丙烯II北京理工大学硕士学位论文AbstractInordertoimprovethewaterresistanceofint

8、umescentfireretardants，twomethodswereraisedinthispaper.Atfirst,anewtypeofmacromolecularcharringagent,PAP,wasusedinthispapertoreplacethetraditionalwater-