文档介绍：青岛科技大学
硕士学位论文
PA6/蒙脱土复合材料阻燃性能及阻燃机理的研究
姓名:黄林琳
申请学位级别:硕士
专业:高分子化学与物理
指导教师:张军
20070418
赏淹粮春喜牧献枞夹阅芗白枞蓟淼难芯摘要云溆乓斓男阅芄惴河τ糜诘缙鳌⑵抵圃旒敖ㄖ戎疃嗔煊颍虼斯内外对枞几男缘难芯恳恢狈浅9刈ⅰ39娣椒ㄊ遣捎锰砑勇彼亍⒘紫导暗系等阻燃剂,它们在燃烧过程中一般会释放有毒气体,对人体以及环境极为不利。聚合物/层状硅酸盐擅赘春喜牧鲜且恢值投尽⒏咝А⒒繁5淖枞继逑担并被国内外誉为阻燃材料过程中革命性的进展。赏淹粮春喜牧系牧ρ能、结晶性能已得到广泛研究,但对其燃烧性能的评价很不一致,其工业应用受到影响。这些问题与对插层复合材料阻燃机理的研究不深入有重要关系,还缺乏比较合理的理论模型。因此研究聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料的特殊复合结构在燃烧过程的细微变化及其阻燃机理具有重要意义。本研究采用熔融插层法制备了赏淹粮春喜牧稀=岷蟈衍射和透射电镜分析了赏淹粮春喜牧系奈⒐劢峁梗徊捎萌确治鲅芯苛烁春喜牧系哪腿性;通过研究复合材料的热释放速率、质量损失速率等燃烧参数以及氧指数分析了复合材料在不同实验条件下的燃烧特性,并通过拉伸、弯曲等实验研究了复合材料的力学性能。苌浼癟结果表明,改性蒙脱土片层能较均匀的分散在聚合物基体中,且使复合材料的层间距有所扩大,而无机蒙脱土不能较好的分散于手小W缎瘟咳纫鞘笛榻峁砻鳎琍/綯复合材料的热释放速率、质量损失、质量损失速率以及生烟速率等均显著降低,具有较好的阻燃性和抑烟性,而綯复合材料的阻燃作用很小;不同外部热流强度下疧春材料的峰值热释放速率增幅较小。采用水平垂直燃烧实验及氧指数实验评价材料燃烧性能,结果表明臫含量为%和%时该复合材料能达一丁L砑雍磷可以使复合材料氧指数提高,且水平和垂直实验中复合材料的阻燃级别分别达虵级。赏淹粮春喜牧系牧ρ阅懿馐越峁砻鳎琍/綯复合材料的拉伸强度、弯曲强度随含量的增加,均出现先增大后降低的趋势,在含量为ァ%时复合材料的综合力学性能最佳。本研究重点探讨了春喜牧系淖枞蓟怼2捎蒙璧缇岛驮K胤治龆员研究疧姗春喜牧虾虷痮春喜牧希峁砻鞑牧先忌蘸笃洳辛粑中碳元素含量很少。此外结合锥形量热仪实验分析两种材料的燃烧性能,表明复合材料的阻燃作用主要来自残留层的物理“屏蔽”作用,而不是化学阻燃作用,以明确的实验证据表明至少对所研究的两种材料插层复合不会促进化学成碳作用。本研究还通过扫描电镜对不同复合材料残留层横断面结构的分析研究提出了残留物粗细二层结构的新型结构模型,两种结构对春喜牧系淖枞夹跃兄
关键词:蒙脱土春喜牧献枞夹阅懿辛舨憬峁棺枞蓟要影响,是产生隔热、隔质作用和阻燃效果的重要因素;此外气泡和熔融也是影响残留层形貌的因素之一,它能导致残留层形成空『日缃峁梗行У慕档腿仁放速率。通过比较不同类型燃烧实验的结果,分析探讨了燃烧模式对阻燃性评价结果的影响。在高辐射强度下,如实验,样品呈现深度裂解的燃烧模式,残留层良好的物理阻隔作用使材料具有较好的阻燃性,而在燃烧缓慢且样品燃烧面可以自由扩展的条件下缪踔甘,片层不能有效发挥其阻隔作用,因此氧指数提高不显著。本研究发展的“二次转向成型”制样技术,首创蒙脱土片层竖直取向样品材料的制备方法。燃烧实验结果证实这种结构的春喜牧显谌忌展讨衅愕迁移运动与目前的理论模型预测不符,表明现行的低表面能驱动的迁移理论不尽完善合理,为进一步深入研究更加合理的片层聚集理论模型提供了重要的实验依据。
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