低温易膨胀石墨的制备工艺研究

以不同粒度的天然鳞片石墨作为原料,HClO4/H3PO4/(CH3CO)2O/CrO3作为氧化插层体系,通过对反应物用量、时间、温度进行研究,确定了最佳制备工艺条件。结果表明:按反应物质量比为C∶HClO4∶H3PO4∶(CH3CO)2O∶CrO3=1∶3∶2.3∶1.4∶0.18、反应温度为40℃、反应时间为70 min时,膨胀石墨蠕虫体积最大。研究发现,天然鳞片石墨粒度越大,膨胀石墨蠕虫体积越大。此工艺条件下制备的可膨胀石墨在170℃开始膨胀,300℃膨胀体积可达350 mL/g,具有低温易膨胀的特点。

基于低温易膨胀石墨阻燃聚乳酸的热稳定性研究

采用自制的低温易膨胀石墨与聚磷酸铵制备阻燃聚乳酸(FR–PLA)复合材料,研究了其在氮气气氛下的热稳定性;采用Kissinger和Flynn-Wall-Ozawa方法分析了PLA和FR–PLA的热降解活化能,利用Badia法确定了PLA和FR–PLA的热降解反应机理。研究表明,低温易膨胀石墨和聚磷酸铵改变了PLA的热降解进程,提高了其高温下的热稳定性;FR–PLA的表观活化能高于PLA的表观活化能,且表观活化能数值变化趋势符合FR–PLA的热降解进程;PLA的热降解动力学模型为成核与生长模型,而FR–PLA的热降解动力学模型为扩散控制模型,即其热分解反应速率受扩散过程控制,符合膨胀阻燃机理。