碱式碳酸镁阻燃低密度聚乙烯的性能研究.pdf

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1、张俊，等：碱式碳酸镁阻燃低密度聚乙烯的性能研究碱式碳酸镁阻燃低密度聚乙烯的性能研究张俊胡珊韩宏昌高虎亮(中国地质大学材料科学与化学工程学院。武汉430074)摘要采用改性剂对碱式碳酸镁进行表面改性，利用x射线衍射、偏光显微镜分析了碱式碳酸镁改性效果。并将改性的碱式碳酸镁添加到低密度聚乙烯(PE—LD)中，研究了碱式碳酸镁阻燃剂对PE．LD性能的影响。利用热重分析法分析了阻燃PE．LD的热稳定性，利用扫描电镜观察了阻燃PE．LD的微观形貌。结果表明，当阻燃剂的添加量为60％时，阻燃PE．LD的拉伸强度为18．1MPa，

2、弯曲强度为18．9MPa，弯曲弹性模量为1067．9MPa，冲击强度为10．4kJ／m，氧指数为35％。关键词碱式碳酸镁表面改性阻燃低密度聚乙烯无机阻燃剂无毒、环保、价格低廉，是聚合物二甲苯：分析纯；阻燃常用的阻燃剂类型。碱式碳酸镁(晶体结构式改性剂：自制。Mg[(CO，)(0H)4Ho)热稳定性好、无毒、不产1．2主要设备仪器生有毒或挥发性气体、价格低廉，是无机环保型阻高速混合机：SHR-10A型，张家港市轻工机械燃剂⋯。碱式碳酸镁(热分解温度220～550oC)厂；比氢氧化镁(热分解温度300～340℃)和氢氧化

3、双螺杆挤出机：SHJ-20型，南京杰恩特化工机铝(热分解温度18O～200cC)热分解温度范围械公司；更宽。碱式碳酸镁燃烧后分解吸热，释放难燃气注塑机：TY-200型，杭州大禹机械公司；体CO：和水蒸气，稀释燃烧物表面的氧气并降低燃LOI测定仪：HC-2型，南京江宁区分析仪器厂；烧物表面的温度，且生成附着于燃烧物表面的活性综合热分析仪：NETZSCHSTA409C型，德国氧化镁，进一步阻止燃烧的进行。秦麟卿等将其NETZSCH公司；应用到阻燃环氧树脂中，当碱式碳酸镁的添加量为x射线衍射(XRD)仪：BrukerAXS

4、D8一56．5％时，环氧树脂的氧指数(LOI)达到29．7％。F．FOCUS型，德国布鲁克公司；Laoutid等将其应用到阻燃乙烯／乙烯乙酸酯共偏光显微镜：OPTECBK-POL型，重庆奥特光聚物中，当碱式碳酸镁的添加量为60％时，乙烯／学仪器有限责任公司；乙烯乙酸酯共聚物的LOI达到了29％。利用无机微机控制电子万能试验机：CMT-4104型，美特阻燃剂阻燃聚合物时，为了获得理想的阻燃性能，往斯工业系统(中国)有限公司；往需要较大的添加量，且由于无机阻燃剂的亲水性，扫描电子显微镜(SEM)：JSM~5390LV型，

5、日会增加高聚物的加工难度和降低力学性能，不利于本电子株式会社。实际生产和应用。对阻燃剂进行表面改性是一种增1．3试样的制备加无机填料与聚合物基体相容性的有效手段。添加适量的改陛剂于碱式碳酸镁中，在高速混笔者利用改性剂对碱式碳酸镁进行表面改性，合机中进行改性。将改性好的碱式碳酸镁按不同的提高碱式碳酸镁的亲油性，并将改性过的碱式碳酸配比添加到PE—LD中，经双螺杆挤出机熔融挤出、镁作为阻燃剂添加到PE—LD中，研究其对PE．LD造粒，在注塑机中注塑成标准试样。力学性能和阻燃性能的影响。1．4性能测试1实验部分XRD分析：

6、将未改性的碱式碳酸镁样品和改1．1主要原材料性好的碱式碳酸镁样品分别进行XRD分析，x射PE—LD：2426H，中国石油化工有限公司茂名分线探测器为LynxEye192位阵列探测器，扫描步公司；通讯作者碱式碳酸镁：平均粒径10．45m，市售；收稿日期：2011-05—0812工程塑料应用2011年，第39卷，第8期长0．0l。，扫描速度每步0．05S，Ni滤波，CuK加入降低了PELD的拉伸强度和冲击强度。弯曲靶入=O．1540598nm；强度、弯曲弹性模量则随着阻燃剂的增加而有所热失重(TG)分析：空气氛围，升温速

7、率10℃提高。当阻燃剂的添加量为60％时，拉伸强度为／min；18．1MPa，弯曲强度为18．9MPa，弯曲弹性模量为碱式碳酸镁分散性：利用偏光显微镜观察碱式1067．9MPa，冲击强度为10．4kJ／m2。从表1还可碳酸镁在二甲苯中的分散性；以看出，随着碱式碳酸镁填充量的增加，复合材料的表面形貌：利用SEM对改性碱式碳酸镁阻燃阻燃效果明显提高。当碱式碳酸镁含量为60％时，PE—LD样条的冲击断面进行观测；PE．LD的LOI从未添加改性碱式碳酸镁时的l8％拉伸性能按GB／T1040．2—2006测试；上升到35％，表

8、明改性的碱式碳酸镁对PE．LD具有弯曲性能按GB／T9341—2008测试；很好的阻燃效果。冲击性能按GB／T1843—2008测试；表1阻燃剂用量对PE．LI)力学性能及阻燃性能的影响项目阻燃剂用量／％LOI按GB／T2406—1993测试。O455055602结果与讨论拉伸强度／MPa22_3l9．717．5l8_318．1弯曲强度／MPa