改性纳米氢氧化镁填充ABS树脂阻燃性能研究.pdf

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1、新材料与应用lNEWMATERIALSANDAPPLICATION改性纳米氢氧化镁填充ABS树脂阻燃性能研究解竹柏(250022山东省济南市济南大学化学化工学院)【摘要】本课题主要研究经脂肪酸改性的氢氧化镁对ABs阻燃性能和力学性能的影响。本文先对氢氧化镁进行了表面改性，选脂肪酸作为表面改性剂。改性后的氢氧化镁对ABS树脂进行填充，研究氢氧化镁对ABS树脂的燃烧性能及力学性能的影响。【关键词】氢氧化镁；改性；ABS；阻燃剂；脂肪酸【中图分类号】TU502*．5【文献标志码】A【文章编号】1003—1324(2011)一09—0084—031刖吾氢

2、氧化镁作为无机阻燃剂，具有阻燃温度高、无毒、抑烟等诸多优点，但同时也存在许多问题，比如普通级氢氧化镁阻燃剂欲达到较好的阻燃效果，需要较大的填充量，会大大降低材料的机械物理性能在有机聚合物基体(比如树脂)中的分散、相容性差。影响有机聚合物体的外观和加工性能等。氢氧化镁表面改性研究可以比较好的解决这些问题，使用饱和或不饱和的高级脂肪酸盐、阴离子表面活性剂和有机硅偶联剂等对氢氧化镁粒子进行表面改性，可有效地改善氢氧化镁与有机聚合体的相容性。2实验部分2．1实验所用原料及仪器详见表1、2。2．2实验过程2．2．1实验配方详见表32．2．2实验方法2．2．

3、2．1纳米级氢氧化镁的表面处理收稿日期：2011—04—2684囡；器甲弱表1原材料来源与规格警垄曼璺整。。。。出一。。泣。；；塑塑。；。。。。⋯。⋯：．￡垫茹纳米氢氧化镁自制自备ABS树脂脂肪酸工业级台湾奇美市售表2实验设备及测试仪器一览表鬣设备名称型号或规格生产厂家銎高速混合机SHK一10A张家港白熊科美机械有限公司双螺杆挤出机组塑料成型注射机20中国南京科普橡塑机械有限公司HTF90W1宁波海天塑机集团有限公司NSTRON万能试验拉力机INSTRON一5569美国INSTRON公司冲击试验机氧指数测定仪×JJ一5HC一2承德试验机有限责任公

4、司江宁分析仪器厂用天平称取10009纳米级氢氧化镁，将其倒入高速混合机中，再称取一定比例的脂肪酸倒入其中，温度设定为90℃，开启机器，混合搅拌。每组混合搅拌两次．每次搅拌时间10～15min。然后出料．记录出料时的温度，并将改性的氢氧化镁密闭装好，备用。2．2．2．2ABS样品的制备称取500∥山s塑料，按照10：l的表3脂肪酸用量对纳米氢氧化镁的改性I单位：phm)&麴鲞墼墼垡送笪旦羹一。。。。。⋯。丝璺Q2=幽鱼堕坚堡⋯。。。。。。。一：!QQ盛脂肪酸用量脂肪酸3．0、3．5、4．0、4．5、5．0表4脂肪酸含量对改性氢氧化镁填充ABS拉伸强

5、度的影响进!堕堕鱼墨!兰⋯。。；旦一。，!：!⋯。。。!：!。。⋯!：旦。。兰：!。。。篁：监拉伸强度／MPa36．1636．4736．6436．9137．4335．90表5脂肪酸含量对材料断裂伸长率的影响遴堕堕鱼型暨。。。。．旦一。一。!：旦。。一～璺：曼。一．堡：里。。．。!：璺。。。!：篮断裂伸长率，％3．664．505．297．6912．556．92比例称取509改性的纳米氢氧化镁，将两物品搅拌均匀后，再倒人双螺杆挤出机中切粒，然后把切粒的样品倒入塑料成型注射机中注射成型，将成型的样品装好，以备测试样品的性能。工艺流程图如下。纳米Mg(O

6、n)2l干燥处理l脂肪酸一高速搅拌l(2)气源：用工业级氧气和氮气。(3)点火器：是一内径为1～3ram的喷嘴。通以可燃气体。当喷嘴向上时。其火焰高度为6—25ram，并能从燃烧筒上方伸入以点燃itv}羊。(4)秒表。ABS-·切粒一注射成型一冷却一2．2．2．3机械力学性能测试(I)拉伸性能测试用INSTRON万能试验拉力机测试样品的拉伸强度和断裂伸长率。(2)冲击性能测试裁样依据GB／T1043-93．将样条裁为缺口矩形样条，长度为120ram．宽度为6．64mm，缺口剩余厚度为2．5±o．2ram。然后将举行样条放在冲击试验机上．测试样条的

7、冲击强度。2．2．2．4燃烧性能测试(1)氧指数测定仪l一裁样一阻燃性能测试I一裁样一力学性能测试(5)游标卡尺。(6)为了排除试样燃烧所产生的有毒烟气。燃烧筒应该安装在通风橱内。但在试样燃烧过程中应关闭通风系统，以免影响试验结果。试验步骤(1)将试样垂直的装在试样夹上。(2)调节流量阀门．使流入燃烧简的氧、氮混合气体达到要求的氧浓度。(3)用点火器点燃试样的顶部，在确认试样全部着火后，移去点火器。(4)调节氧气流量、氮气流量使试样3rain熄灭。(5)氧指数OI的计算公式如下：OI=[021／(【02】+【N2】)X100％o式中：10：卜一氧

8、气流量，【N2】一一氮气流量。三次试验结果的算术均值即为该材料的氧指数。3结果与讨论3．1力学性能的影响保持氢氧化镁的含量不变，依次用0