碱式硫酸镁晶须增强阻燃聚丙烯的研究

初步探讨了碱式硫酸镁晶须的含量等对碱式硫酸镁增强聚丙烯的力学性能及加工性能的影响 。

碱式硫酸镁晶须增强聚丙烯的性能研究

采用了熔融共混的方法,制备了碱式硫酸镁晶须(MHSH)增强聚丙烯(PP)复合材料。分别考察了MHSH用量对复合材料力学性能、结晶性能、热性能的影响以及硅烷偶联剂对MHSH表面处理效果的影响。结果表明,随MHSH用量的增加复合材料的拉伸强度、弯曲强度、简支梁缺口冲击强度和熔体流动速率呈现先上升后下降的趋势,复合材料的负荷变形温度和分解温度呈现逐渐增加的趋势。差式扫描量热仪(DSC)分析发现,MHSH的加入可以有效促进复合材料中PP的结晶,而硅烷偶联剂的使用可以改善复合材料的力学性能。

碱式硫酸镁晶须和滑石粉复合增强改性聚丙烯

以聚丙烯(PP)树脂为基体,加入不同质量比的碱式硫酸镁晶须(MOSw)和滑石粉(Talc)填料,通过双螺杆挤出机熔融共混制得MOSw/Talc复合增强PP基复合材料。考查MOSw/Talc质量比对复合材料力学性能、微观形貌、线膨胀系数和成型收缩率等性能的影响。结果表明,MOSw和Talc质量比为15/5时,复合材料具有较好的综合物理力学性能和最好的尺寸稳定性,在填料质量分数均为20%的条件下,与纯Talc填充PP基复合材料相比,其熔体流动速率提高8.8%,密度降低2.0%,拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量、缺口冲击强度和硬度分别提高8.2%,7.5%,34.5%,22.3%和13.5%,其线膨胀系数和成型收缩率数值分别为35.97×10^(–6)℃^(–1)和0.48%,接近或低于部分工程塑料。从微观形貌分析,MOSw和Talc几乎与基体流动方向相平行,取向排列较整齐,同时MOSw与PP基体间的界面没有产生相分离,表现出较好的界面相容性能。

碱式硫酸镁晶须对膨胀阻燃聚丙烯的协效作用

以七水硫酸镁和氢氧化钠为主要原料,利用水热法制备了碱式硫酸镁晶须,采用熔融共混法制备了聚丙烯/多聚磷酸铵/季戊四醇/碱式硫酸镁晶须复合材料。通过氧指数测试(LOI)、垂直燃烧测试(UL-94)、热失重分析评价了复合材料的阻燃性能和热稳定性,采用扫描电镜、能谱仪表征了残炭的形貌结构,发现碱式硫酸镁晶须对膨胀阻燃聚丙烯具有显著的协效作用。添加1%的碱式硫酸镁晶须,膨胀阻燃体系的LOI由29.90提高至38.39,提高了28.4%;UL-94等级从NR提高到V-0;残炭致密性显著增强,炭层表面C/P摩尔比增加,且出现元素Mg;弯曲强度从38.83 MPa增加至40.25MPa。

β成核剂和碱式硫酸镁晶须改性聚丙烯

研究了β成核剂和碱式硫酸镁(M-HOS)晶须对聚丙烯(PP)热变形温度及力学性能的影响,并用DSC和广角X射线衍射仪对其进行了表征。结果表明,单独使用0.6%β成核剂和30%M-HOS晶须改性PP,PP热变形温度从129.4℃分别提高到155.2℃和151.8℃。此外,β成核剂在PP增韧方面效果显著,改性后PP缺口冲击强度和断裂伸长率分别为纯PP的4倍和5倍;M-HOS晶须能提高PP的拉伸强度、弹性模量和弯曲强度、弯曲模量;两者同时改性PP,PP热变形温度提高了24℃,缺口冲击强度是单独使用晶须时的3倍。

碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料力学性能的研究

以聚丙烯(PP)为基料,表面改性后的碱式硫酸镁晶须(MOS)为填充料,制备MOS/PP复合材料,研究不同改性剂处理的MOS及用量对PP复合材料力学性能的影响。结果表明,硬脂酸锌改性的MOS/PP复合材料的力学性能优于微乳液改性和未改性的性能,当硬脂酸锌改性的MOS加入量为20%(质量分数wt)时,复合材料的综合力学性能最佳:抗拉强度44.91MPa,弹性模量309.66MPa,冲击强度3.75kJ/m2,断裂伸长率41%。复合材料的界面结构研究表明,未改性的MOS、硬脂酸锌改性的MOS和微乳液改性的MOS与PP基体间均无化学键形成。分析研究了MOS的作用机理。

碱式硫酸镁晶须填充聚丙烯的研究

将碱式硫酸镁晶须经硬脂酸钠改性后,添加到聚丙烯基体中,考察了复合体系的力学性能和阻燃性能,并对改性前后晶须在聚丙烯基体中的分散情况做了比较。试验表明,碱式硫酸镁晶须对聚丙烯材料具有优良的增强和阻燃效果。

碱式硫酸镁晶须/微胶囊红磷/聚丙烯复合材料阻燃机理及性能研究

采用碱式硫酸镁晶须(MHSH)与微胶囊红磷(MRP)复配制备无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料,对MHSH/MRP复配阻燃机理、无卤阻燃PP的阻燃性能进行系统的研究。结果表明,在空气氛围下,MHSH降解脱水过程与MRP的氧化过程重叠;两者的复配使MHSH脱出的水被氧化磷吸收,从而提高了残重率;MHSH与MRP协同阻燃PP,可形成以MHSH分解产物硫酸镁、氧化镁、磷酸镁盐、偏磷酸、聚磷酸等为复合阻隔层的表层结构,提高了PP的热降解稳定性;当30%MHSH和10%MRP添加到PP中,制得氧指数达26.1%、垂直燃烧(UL94)V-0级的PP复合材料。

高性能碱式硫酸镁晶须/聚丙烯材料的共混工艺研究

采用熔融共混制备了碱式硫酸镁晶须/聚丙烯(MOSw/PP)复合材料。通过力学性能、微观结构等分析MOSw喂料方式和挤出机螺杆转速对材料性能的影响。结果表明,MOSw侧喂比主喂制备的复合材料冲击强度更高;少量MOSw和高螺杆转速有助于POE分散;MOSw可显著增加PP的热变形温度(HDT),添加30%MOSw时材料的HDT达137℃,提高了46℃。添加18%MOSw可制得增韧增刚的高流动性复合材料。对于高强脆性的MOSw,在确保分散时,选择侧喂方式和低螺杆转速有助于制备更高性能的MOSw/PP复合材料。

碱式硫酸镁晶须添加量对聚丙烯材料力学及膨胀性能的影响

研究碱式硫酸镁晶须(MOSw)添加量对聚丙烯(PP)材料力学特性的影响,分析MOSw在PP基体内的分布状态,对PP成型收缩率与线膨胀系数进行了测试。结果表明,复合材料中的MOSw形成了均匀分布状态,MOSw基本以平行于基体流动的方向排布。MOSw和PP基体紧密结合,两者间形成了良好的相容性。当MOSw的添加量上升后,复合材料的拉伸强度、弯曲模量与弯曲强度都出现了先增大后减小的变化趋势,样品缺口冲击强度表现为逐渐增大的变化趋势,样品硬度也显著增大。当样品中加入的MOSw含量达到22. 5%时可以获得良好的力学性能。当MOSw添加量增大后,样品线膨胀系数和收缩率出现了减小的变化趋势,含MOSw为225%样品比纯PP材料的线膨胀系数降低了约60%,达到了0. 49%的最小成型收缩率,样品稳定性获得显著提高。

螺杆转速对碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料性能的影响

使用同向平行双螺杆挤出机进行熔融共混制备了碱式硫酸镁晶须(MOSw)/聚丙烯(PP)共混物。主要研究了不同螺杆转速下,不同MOSw添加量对PP复合体系性能的影响。结果表明,低MOSw添加量时,螺杆转速对材料性能影响不大;添加12%~18%的MOSw-1或添加12%~30%的MOSw-2时,可制得同时增刚增韧的PP材料,且具有较高的加工流动性。在MOSw含量>12%时,螺杆转速对材料性能影响较大,转速600 r/min时综合性能最好。对于MOSw/PP,调节工艺可使材料性能更优。

溶液共混法制备聚丙烯/碱式硫酸镁晶须复合材料阻燃性能研究

采用溶液共混法将碱式硫酸镁晶须(MOSw)与聚丙烯(PP)进行共混,经过降温沉淀、抽滤洗涤及真空干燥等过程制备了一系列不同含量的聚丙烯/碱式硫酸镁晶须(PP/MOSw)复合材料。通过水平燃烧试验、锥形量热等测试手段考察了PP/MOSw复合材料的阻燃性能,结果表明,MOSw的加入对PP树脂有良好的阻燃效果。随着MOSw添加量的增大,其阻燃效果呈先升高后降低的趋势,添加量为10%时阻燃效果最好。此外,通过热重、残炭照片分析以及Raman光谱等手段研究了MOSw阻燃PP基体的机理,结果表明,MOSw的加入不仅提高了PP的热稳定性,同时使燃烧残炭层更加完整,从而表现出更好的阻燃性能。

碱式硫酸镁晶须对聚丙烯阻燃及发泡性能的影响

以马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH)为相容剂,将WS-152和WS-3D两种碱式硫酸镁晶须(MOS)分别以不同含量加入聚丙烯(PP),用熔融共混法制得PP/MOS复合材料,并对复合材料进行间歇发泡处理,得到PP/MOS复合发泡材料。研究了两种碱式硫酸镁晶须的含量分别对复合材料的阻燃性能、拉伸性能和发泡性能的影响。结果表明,碱式硫酸镁晶须的加入,能够提升复合材料的阻燃性能、拉伸性能和发泡性能,且WS-152的作用效果更显著。

微胶囊红磷协效碱式硫酸镁晶须阻燃聚丙烯复合材料

采用微胶囊红磷(MRP)协效碱式硫酸镁晶须(MOS)制备阻燃聚丙烯(PP)复合材料,研究了MOS/MRP添加量对PP复合材料阻燃性能的影响并探究了其阻燃机理。研究发现,当保持MOS/MRP总添加量为40phr时,随着MRP添加量的增加,PP复合材料阻燃性能提高;当MRP添加量为10phr时阻燃性能最好,极限氧指数(LOI)达到25.9%,垂直燃烧等级为UL94V-0级。当MRP与MOS复配使用时,燃烧过程中相互作用,生成了致密、光滑且密封性好的残炭层,阻碍了表层内能量的传导和与外界物质的交换,提高了复合材料的热稳定性,从而产生了较好的阻燃效果。

溶液共混法制备碱式硫酸镁晶须/聚丙烯复合材料及其力学性能

以二甲苯作为溶剂、聚丙烯(PP)作为基体、月桂改性的碱式硫酸镁晶须(MOSw)作为填料,采用溶液共混法制备了一系列碱式硫酸镁晶须/聚丙烯(PP/MOSw)复合材料。力学性能测试结果表明:当MOSw添加量小于5%(质量分数,下同)时,复合材料的拉伸强度、屈服强度及冲击强度均有明显提升。随着MOSw添加量的进一步增大,PP/MOSw复合材料的拉伸强度和屈服强度反而下降,但仍然优于相同添加量的熔融共混法样品。断面扫描电镜(SEM)结果表明:当MOSw添加量小于5%时,其分散较为均匀;当MOSw添加量较大时,其在基体中易发生团聚,且团聚体与基体之间的相容性差。此外,还采用Turcsányi方程定量计算了填料与基体之间的界面相互作用,结果同样表明:当MOSw添加量小于5%时,晶须与基体之间的界面相互作用较强;随着MOSw添加量的增大,晶须与基体之间的界面相互作用减弱。

工程塑料用新型增强剂——碱式硫酸镁晶须

碱式硫酸镁晶须是以我国东北丰富的菱镁资源经水热合成法生产的一种尺寸极细微的单晶纤维,其直径0 . 5μm左右,纤维长度为2 0～50 μm ,分解温度为2 6 0℃,极适合聚烯烃工程塑料的增强、增刚,同时有一定的阻燃功能。

可膨胀石墨/碱式硫酸镁晶须阻燃PP的研究

考察了碱式硫酸镁晶须(WS-1)对聚丙烯(PP)阻燃性能、力学性能的影响,着重研究了可膨胀石墨(EG)与WS-1的用量对PP阻燃性能的影响,并通过锥形量热仪(CONE)、热失重分析(TGA)对材料进行了测试和表征。结果表明:EG与WS-1复配对PP具有良好的协同阻燃作用,当EG和WS-1用量分别为7.5%和27.5%时,可以获得氧指数高达31%、释热程度较低的无卤阻燃PP材料。

碱式硫酸镁晶须的制备及其填充PP的性能研究

以低品位菱镁矿制备的轻烧粉（主要成分为MgO）和硫酸作为原料，采用水热合成法制备碱式硫酸镁晶须．通过x射线衍射（XRD）仪、热重（TGA）分析仪、扫描电镜（SEM）对产物的微观形貌及组成进行表征、测试，结果表明：控制水化过程料浆中MgSO4与Mg（OH）：摩尔浓度比为1：2，搅拌速率为600r／min，160℃下反应4h，所得晶须形貌均匀完整，长径比为30～80，化学组成为MgSO2·5Mg（OH）2·2H2O.将所得晶须经硬脂酸钠改性后填充到PP树脂中，探究晶须含量对复合材料的力学性能和阻燃性能的影响，实验结果表明：当添加量为10％（质量分数）时，复合材料的力学性能较佳；氧指数测试结果表明：碱式硫酸镁晶须对PP具有抑制熔滴产生、提高成炭量的作用．

磷酸三苯酯/碱式硫酸镁晶须阻燃PP的研究

用磷酸三苯酯(TPP)与碱式硫酸镁晶须(WS-1)复配制备无卤阻燃聚丙烯(PP)材料。研究了TPP与WS-1的质量比及其总用量对PP阻燃性能、力学性能的影响,并通过扫描电镜(SEM)对阻燃PP进行了表征。结果表明,TPP与WS-1复配对PP具有较好的协同阻燃作用,在TPP与WS-1的质量比为2:3、总质量分数为13%时,可获得具有较好阻燃性能和力学性能的阻燃PP。

碱式硫酸镁晶须及其在高聚物中的应用

介绍了碱式硫酸镁(MOS)晶须及其在高分子聚合物中的应用,包括性能特征,日本Ube材料公司及其产品,制备工艺以及作为增强剂、阻燃剂在高聚物诸如聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯和尼龙6等方向的应用。并展望了其发展前景。