LLDPE膨胀阻燃剂OLDHs纳米材料的制备及性能研讨.pdf

摘要 摘 要 本论文讨论了膨胀阻燃剂、有机修饰的层状双氢氧化物(OLDHs)的制备方法， 材料的性能，并对其形貌结构进行了表征。本文采用了熔融插层法制备LLDPE／ 了这两种阻燃材料的热降解行为和阻燃性能，以及LDHs与膨胀阻燃剂的协同效 应。主要研究内容包括： (1)通过两步反应，采用季戊四醇、三氯氧磷和硝基胍这三种原料合成出了 一种新型膨胀型阻燃剂：螺环磷酸酯缩硝基胍(SPDD)。采用红外、核磁及热重等 手段对化合物进行表征。热重分析结果表明，螺环磷酸酯缩硝基胍在空气中具有 很强的膨胀成炭能力及优异的阻燃性能，如在空气中的600℃时，残炭量达到 54．5％： (2)通过溶液插层法制备有机修饰的LDHs，以螺环磷酸酯为改性阴离子， 采用XRD结果表明，螺环磷酸酯阴离子可嵌入LDHs的层间，扩大LDHs层间距， 实验结果表明以不同的金属离子制得的层间距有所不同； 氧指数(LOI)研究结果表明添加适量的膨胀阻燃剂，LLDPE的阻燃性能明显比未添 加时增强，材料的阻燃性能提高。SEM和TGA研究结果表明将膨胀阻燃剂加到线 性低密度聚乙烯中可形成膨胀阻燃体系，在高温下，由于材料表面形成了膨胀炭 层，因而能隔氧、隔热以及减缓可燃性气体逸出的作用，从而使材料的阻燃性能 提高； 结果显示低温区域热降解归因于层间水的失去，高温区域降解归因于碳酸盐的分 解和金属氧化物的羟基化作用，从而导致片层结构的破坏。同线性低密度聚乙烯 相比，它们表现出了热稳定性增强特性，这主要是由于LDHs、膨胀阻燃剂(SPDD) 对氧气以及其他挥发产物的阻隔作用造成的。SEM测试结果发现不同的LDHs材 摘要 树脂中分散性不同。由于材料表面的裂缝和空隙很小，阻燃材料的残炭表面很均 匀呈现絮状，相互交联在一起，因此阻止热量和氧气的传递效果更好，从而使得 材料在燃烧时阻燃性能提高。 关键词：膨胀阻燃剂；层状双氢氧化物；炭化；阻燃机理 II Abstract Inthis offlameretardantandthe modifiedLDHswith thesis，thesynthesis organic counteranionwere methods lauryletherphosphate firstlyinvestigated．Thepreparation and of retardant double polymer／flame polymerr／flameretardant／layeredhydroxide were structureand ofthese (LDH)nanocompositesdescribed，morphologyproperties werealso characterized．TheLLDPE／flame nanocomposites LLDPE／flame were melt retardant(SPDD)／OLDHsnanocompositessynthesizedby intercalation effectsofLDHswithIFRofflame methods．Synergistic retardant(SPDD) ontheflame andflameretardationhavebeenstudied． retardant,thermal propertie