【摘要】:
纳米无机粒子由于独特的性能。将其应用于塑料的改性中,可以将无机材料的高刚性、耐热性及尺寸稳定性与高分子材料的韧性、介电性、加工性等性能有机地结束起来,从而获得性能优良的聚合物复合材料。
本文首先对纳米三氧化二锑进行表面干法改性,研究了表面改性剂含量对复合材料体系的影响,通过拉伸实验和冲击实验使用对复合材料体系的阻燃剂性能及力学性能进行比较,确定了硅烷偶联剂的最佳含量为2%,找到了与纳米三氧化二锑协效的阻燃剂三聚氰胺氰尿酸盐,研究了三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)与纳米三氧化二锑的不同配比对PA6的阻燃效应和力学性能的影响。结果表明:纳米三氧化二锑(Sb_2O_3)与三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)的比例为1.5:8.5时,协效效果较好,氧指数可达33%以上,拉伸强度可达到73.2MPa,冲击强度变化不大。热重分析显示,协效阻燃体系对尼龙6(PA6)体系的热分解特征有一定的影响。纳米三氧化二锑具有成炭剂的作用,用扫描电子显微镜SEM研究了协效阻燃体系燃烧后的残炭形貌,通过红外光谱分析(MS)、差热分析(DSC)、TG曲线联用,对阻燃机理做了深入研究。
在阻燃配方确定的条件下,向复合材料中添加蒙脱土与聚四氟乙烯(PTFE)。通过实验,确定蒙脱土与PTFE的最佳添加份数,实验证明蒙脱土与PTFE对复合材料的燃烧滴落有明显的抑制作,力学性能变化不大。
【关键词】:纳米三氧化二锑 三聚氰胺氰尿酸盐 阻燃性能 尼龙6 协同作用 蒙脱土 【学位授予单位】:贵州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TB383.1
【目录】:
- 目录3-5
- 摘要5-6
- Abstract6-7
- 第一章 绪论7-20
- 1.1 引言7-8
- 1.1.1 阻燃的重要性7
- 1.1.2 纳米材料在阻燃剂里的应用7-8
- 1.2 国内外发展现状8-14
- 1.2.1 阻燃剂的发展趋势8-10
- 1.2.2 阻燃剂的分类及特点10-13
- 1.2.3 无卤阻燃荆的意义及特点13-14
- 1.3 阻燃剂的阻燃机理14-18
- 1.3.1 气相阻燃机理14-16
- 1.3.2 凝聚相阻燃机理16-17
- 1.3.3 协同阻燃技术17-18
- 1.4 本论文研究的意义及创新之处18-20
- 1.4.1 研究的意义18
- 1.4.2 本论文针对的问题及创新之处18-20
- 第二章 实验部分20-25
- 2.1 课题研究的主要内容20
- 2.2 技术路线20-21
- 2.3 主要原材料21-22
- 2.4 主要实验仪器22
- 2.5 性能测试22-25
- 2.5.1 燃烧性能测试22
- 2.5.2 力学性能测试22-23
- 2.5.3 热分析23
- 2.5.4 红外光谱的测试23-24
- 2.5.5 扫描电镜(SEM)24
- 2.5.6 电子探针检测24
- 2.5.7 维卡软化温度检测24-25
- 第三章 阻燃性能及协效阻燃机理研究25-42
- 3.1 改性剂对材料的性能的影响25-28
- 3.1.1 表面改性剂对纳米三氧化二锑结构的影响26
- 3.1.2 表面改性剂对阻燃体系阻燃性能的影响26-27
- 3.1.3 表面改性剂对阻燃体系热性能的影响27-28
- 3.2 纳米三氧化二锑协效MCA阻燃PA6的研究28-36
- 3.2.1 单一阻燃剂的添加对PA6阻燃性能的影响28-29
- 3.2.2 纳米三氧化二锑与MCA协效阻燃体系29-31
- 3.2.3 纳米三氧化二锑与MCA协效阻燃体系阻燃机理31-33
- 3.2.4 协效阻燃体系燃烧残留物表面形貌分析33-35
- 3.2.5 协效剂与阻燃剂的协同作用对材料热性能的影响35-36
- 3.3 纳米蒙脱土对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料燃烧性能及热性能的影响36-38
- 3.3.1 纳米蒙脱土用量对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料氧指数的影响36-37
- 3.3.2 纳米蒙脱土用量对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料热性能的影响37-38
- 3.4 聚四氟乙烯对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料燃烧性能及热性能的影响38-40
- 3.4.1 聚四氟乙烯对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料燃烧性能的影响38-39
- 3.4.2 聚四氟乙烯对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料热性能的影响39-40
- 3.5 本章小节40-42
- 第四章 改善复合阻燃体系的抗滴落性能42-48
- 4.1 单一阻燃剂的添加对垂直燃烧的影响42
- 4.2 硅烷偶联剂添加量对垂直燃烧的影响42-43
- 4.3 蒙脱土对材料的熔滴性能的影响43-44
- 4.4 聚四氟乙烯对材料的熔滴性能的影响44-45
- 4.5 抗滴落剂对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料炭层的影响45-47
- 4.5.1 蒙脱土对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料炭层的影响46-47
- 4.5.2 聚四氟乙烯对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料炭层的影响47
- 4.6 本章小节47-48
- 第五章 阻燃PA6的力学及其他性能研究48-62
- 5.1 表面改性剂对阻燃体系力学性能的影响48-50
- 5.2 单一阻燃剂对阻燃体系力学性能的影响50-51
- 5.3 协效剂与阻燃剂的协同作用对材料力学性能的影响51-53
- 5.4 纳米蒙脱土对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料力学性能的影响53-57
- 5.5 聚四氟乙烯对Sb_2O_3/MCA/PA6复合材料力学性能的影响57-58
- 5.6 复合协效阻燃剂材料耐热性的影响58-59
- 5.7 协效阻燃体系结晶及熔融行为研究59-61
- 5.8 本章小节61-62
- 第六章 结论62-64
- 致谢64-65
- 主要参考文献65-68
- 附录68-69
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