协效剂对聚丙烯/氢氧化镁复合材料阻燃和力学性能的影响

采用硬脂酸钠改性后的氢氧化镁与聚丙烯(PP)材料熔融共混,分别以二氧化硅或硼酸锌或聚磷酸铵与季戊四醇的混合物为协效剂,制备氢氧化镁填充量为50%(质量分数)的阻燃聚丙烯。考察了聚丙烯复合材料的燃烧性能、拉伸强度、冲击强度和断面形貌。结果表明:5%(质量分数)的硬脂酸钠改性氢氧化镁填充聚丙烯制备的复合材料拉伸强度、冲击强度和分散性都高于未改性聚丙烯/氢氧化镁复合材料;当协效剂添加量不超过3%时,二氧化硅或硼酸锌对复合材料有协同阻燃和填充增强的作用;聚磷酸铵和季戊四醇的混合物与氢氧化镁有较好的协同阻燃作用,且随着用量的增加,复合材料拉伸强度下降,冲击强度变化不大。

聚丙烯/氢氧化镁复合材料非等温结晶动力学的研究

通过差示扫描量热仪,采用修正的Avrami方程研究了硅烷改性氢氧化镁对聚丙烯非等温结晶行为的影响,并采用Kissinger方法比较了复合材料和聚丙烯的结晶活化能。结果表明,氢氧化镁在聚丙烯非等温结晶过程中起到异相成核作用,提高了聚丙烯的结晶速率,并降低了材料的结晶活化能。

阻燃聚丙烯/氢氧化镁复合材料增韧研究

针对高填充氢氧化镁所导致的聚丙烯复合材料脆性增加问题,开展使用凯夫拉纤维和聚乙烯-辛烯共聚物(POE)增韧聚丙烯/氢氧化镁复合材料的研究。通过熔体挤出加工方法制备了聚丙烯/氢氧化镁/POE三相复合材料和聚丙烯/氢氧化镁/凯夫拉纤维三相复合材料,表征并研究了其微观形态、力学性能和阻燃性能。研究结果表明,凯夫拉纤维和POE的加入大幅度改善了复合材料的冲击韧性,而且没有影响复合材料的阻燃效果。增韧过程使聚丙烯/氢氧化镁复合材料的实用性得到显著提升。

聚丙烯/氢氧化镁复合材料的制备及阻燃性能研究

以聚丙烯为基体树脂,硅烷偶联剂(KH550)和油酸钠为复合改性剂,对氢氧化镁进行表面改性,制备了聚丙烯/氢氧化镁复合材料。活化指数、水接触角和极限氧指数(LOI)测试结果表明:复合改性的氢氧化镁表面由亲水性变为疏水性,分散性明显提高,活化指数可达79%,水接触角达到125.5°;复合改性剂使氢氧化镁能够发挥更高效的阻燃作用,制备的复合材料LOI可达24.4%,具有更好的阻燃性能。

基于BP神经网络的聚丙烯/氢氧化镁复合材料阻燃性能预测模型

为预测和提高聚丙烯/氢氧化镁(PP/MH)复合材料的阻燃性能,掌握不同因素对材料阻燃性能的影响强度,以MH粒径、接触角、添加量为3个输入量,以PP/MH复合材料的极限氧指数(LOI)为输出量,建立3层BP神经网络预测模型,将正交试验结果作为样本对其进行训练,用于预测复合材料的阻燃性能,设计实验对预测结果进行验证。结果表明:各因素对材料阻燃性能的影响由大到小依次为MH添加量、MH接触角和MH粒径。最佳的工艺参数:MH粒径为0.2μm、MH接触角为135°、MH添加量为40%,此条件下PP/MH复合材料的LOI高达31.5%。该BP神经网络模型能够准确预测复合材料的阻燃性能,预测值和试验值的相对误差一般小于5%。建立的阻燃性能预测模型可用于材料的性能优化,可减少实验工作量,提高工作效率。

聚丙烯／氢氧化镁阻燃复合材料的性能与结构

通过填充共混工艺，研制以聚丙烯（ＰＰ）和氢氧化镁［Ｍｇ（ＯＨ）２］为主要原料的阻燃复合材料，力学性能可满足电器零件要求，氧指数达到２６～３０．应用３种偶联剂对Ｍｇ（ＯＨ）２进行表面处理，改善了与ＰＰ的相容性，提高了材料的冲击性能，结构通过ＰＣＭ及ＳＥＭ等检测。

表面改性剂对聚丙烯／氢氧化镁复合材料燃烧性能和热稳定性及结晶行为的影响

研究了硅油对聚丙烯(PP)/氢氧化镁(MH)复合材料性能的影响。通过极限氧指数(LOI)、热失重分析仪(TGA)、差示扫描量热仪(DSC)和偏光显微镜(POM)对PP及阻燃PP的性能进行了研究。结果表明,阻燃PP比纯PP有较高的残留量,热稳定性得到改善。其LOI达到难燃塑料的要求,有良好的阻燃性。未经改性的MH对PP基体有异相成核作用,使结晶峰温度向高温方向偏移,而硅油削弱填料对PP基体的异相成核作用。POM分析表明,MH粒子在基体中的分散性对PP的晶粒形貌和尺寸起着十分重要的作用。

表面改性对聚丙烯/纳米氢氧化镁复合材料性能的影响

研究了表面处理剂(钛酸酯和硅烷偶联剂)对聚丙烯/纳米氢氧化镁(MH)阻燃复合材料性能的影响。通过高压毛细管流变仪、LO I、力学测试、DSC和SEM对PP/纳米MH复合体系的结构与性能进行了研究。结果表明,所选偶联剂能有效地降低复合体系的表观黏度,改善体系的流动性。未改性的纳米MH对PP基体有异相成核作用;而表面改性剂能削弱填料对基体的异相成核作用。改性后的纳米MH粒子以独立形式均匀分散在基体中,PP与纳米MH界面的粘接力得到了加强,复合材料的拉伸性能和冲击强度有较大幅度的提高,阻燃性能也得到了改善。

聚丙烯/纳米氢氧化镁阻燃复合材料的性能研究

研究了纳米氢氧化镁与微米氢氧化镁填充聚丙烯体系的阻燃性能、流动性能和力学性能。实验结果表明 ,添加相同质量分数氢氧化镁时 ,纳米氢氧化镁填充体系的阻燃性能要好于微米氢氧化镁填充体系 ,并在填充量为 60 %时达到 V- 0级标准 ,且发烟量少 ,流动性能和力学性能也要好于微米氢氧化镁填充体系。

聚丙烯酸酯乳液改性纳米氢氧化镁/交联低密度聚乙烯复合材料的结构与性能

用纳米聚丙烯酸酯乳液改性纳米M g(OH)2,并制备了纳米M g(OH)2/交联低密度聚乙烯(XLDPE)复合材料。用FTIR,TEM,SEM等手段对纳米M g(OH)2表面性质和纳米M g(OH)2在XLDPE中的分散程度进行了表征,并对纳米M g(OH)2/XLDPE复合材料的拉伸和阻燃性能进行了研究。实验结果表明,改性的纳米M g(OH)2表面吸附了一层聚丙烯酸酯;改性纳米M g(OH)2在XLDPE基体中分散均匀;添加改性纳米M g(OH)2的复合材料的拉伸和阻燃性能明显优于添加未改性纳米M g(OH)2的复合材料;当m(改性M g(OH)2)∶m(低密度聚乙烯)=15时,复合材料的拉伸强度达到最大值(23.7M Pa)。

氢氧化镁的改性及其填充聚丙烯复合材料的燃烧性能和结晶行为的研究

研究了硅烷改性齐对氢氧化镁(MH)的表面改性和其填充聚丙烯(PP)复合材料的阻燃性能和结晶行为。用FTIR、XRD和SEM对改性前后MH的结构和形貌进行了分析。结果表明,硅烷处理剂包覆在MH粉体的表面,有效地降低MH粉体的表面能,提高了MH在干态下的分散性。DSC、POM和LOI对PP/MH复合材料的结晶行为和燃烧性能进行了研究。结果表明,未改性的MH对PP有异相成核作用,使结晶峰温度升高;而表面改性剂削弱了填料的异相成核作用。POM结果暗示了MH粒子在基体中的分散性对PP球晶的晶粒形貌和晶粒尺寸起着十分重要的作用。改性后的MH能进一步提高复合材料的LOI。

不同类型氢氧化镁阻燃剂填充聚丙烯(PP)复合材料力学性能研究

研究了普通氢氧化镁（MH）、六角片状MH和硬脂酸改性MH分别填充聚丙烯（PP）复合材料的性能。用FTIR、SEM和TG对上述3种类型MH及其复合材料的结构和形貌进行了分析。试验结果表明：相比普通MH,六角片状MH和硬脂酸改性后的MH有效降低了表面极性,大大降低了对复合材料的力学性能的影响,显著提高了复合材料的热稳定性;4%SA改性MH比6%SA改性MH填充PP,界面相容性好,对复合材料力学性能的影响小。硬脂酸湿法表面处理氢氧化镁改性的最佳条件为：硬脂酸用量4%,处理温度85~90℃,处理时间60 min,料浆浓度10%。

聚丙烯酸型超分散剂在聚乙烯/氢氧化镁复合材料中的应用

以马来酸酐、丙烯酸为单体合成了聚羧酸型超分散剂(MA),并将其应用于氢氧化镁粉体表面改性。黏度、活化指数、吸油值、比表面积、沉降速度等物化性能指标表明,3%用量的MA改性氢氧化镁后其分散效果明显改善。同时,将改性后的氢氧化镁添加到HDPE中,考察超分散剂对复合材料阻燃性能和力学性能的影响,并通过扫描电镜表征复合材料的界面结合状态。

PP-g-MA对聚丙烯/纳米氢氧化镁复合材料性能的影响

采用固相接枝方法合成了马来酸酐接枝改性聚丙烯(PP-g-MA),以PP-g-MA作为界面改性剂制备了PP/PP-g-MA/纳米氢氧化镁(MH)复合材料,采用SEM、电子拉力机和氧指数测定仪等研究了PP-g-MA对复合材料的微观结构、力学性能和阻燃行为的影响.结果表明:PP-g-MA的加入充当了MH粒子与PP基体的界面层,改善了两者的界面相互作用,提高了纳米MH粒子在PP中的均匀分散性,从而提高了复合材料的冲击性能和阻燃性能.

SEBS-g-MAH对聚丙烯/氢氧化镁纳米复合材料微观结构与流变性能的影响

以马来酸酐接枝的SEBS(SEBS-g-MAH)作为界面改性剂制备了PP/SEBS-g-MAH/氢氧化镁(MH)纳米复合材料,采用SEM、DSC和毛细管流变仪研究了SEBS-g-MAH对复合材料的微观结构、结晶行为和流动性能的影响。结果表明,SEBS-g-MAH的加入充当了MH粒子与PP基体的界面层,提高了纳米MH粒子在PP中的均匀分散性,改善了两者的界面相互作用和PP/MH复合体系的流动性能。

表面改性对聚丙烯／微米氢氧化镁复合材料性能的影响

采用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂及MMA接枝共聚对微米氢氧化镁(MH)进行改性,并研究了聚丙烯(PP)/MH(80/20)复合材料的力学性能及流变性能。结果表明:MMA接枝改性MH与PP基体的相容性最好。加入MMA接枝改性MH的复合材料的冲击强度较纯PP略有提高,熔体流动速率提高了64%;但相较于加入未改性MH的复合材料,其冲击强度提高了26.4%。DMA分析表明:在相同温度下,加入MMA接枝改性MH的复合材料的储能模量比纯PP提高了约30%。在相同剪切速率下,加入MMA接枝改性MH的复合材料熔体表观黏度明显低于加入未改性MH的复合材料,表明MMA接枝改性后降低了MH对PP熔体流动的阻碍作用,改善了复合材料的流动性能。

氢氧化镁/可膨胀石墨/聚丙烯复合材料的热降解过程与燃烧行为

以可膨胀石墨(EG)和氢氧化镁(MH)为无卤阻燃剂,通过熔融共混法制备了无卤阻燃聚丙烯(PP)复合材料(EG/PP、MH/PP和MH/EG/PP),采用热重法研究了复合材料的热降解过程,以氧指数(LOI)和垂直燃烧(UL-94)评价研究了复合材料的阻燃性能,采用锥形量热仪研究了复合材料的燃烧行为.结果表明:MH和EG间存在显著的协同阻燃作用,在阻燃剂质量分数为60%时,MH与EG质量比为5∶1的MH/EG/PP材料其氧指数可以达到29.7,与MH/PP复合材料相比提高了11.2%;EG与MH协同具有良好的降低热释放作用,与PP和MH/PP相比,MH/EG/PP复合材料的热释放速率峰值(peak-HRR)分别降低了73.9%和34.2%;EG和MH的协同作用大幅度降低了MH/EG/PP的质量损失速率;结合残炭的形貌结果,揭示了EG和MH协同阻燃机理的关键在于增强了炭层的隔热和隔氧作用.

聚丙烯/氢氧化镁复合体系界面和性能的研究

为了提高聚丙烯(PP)/氢氧化镁阻燃复合材料的力学性能和加工性能,本工作对采用不 同氢氧化镁表面处理和不同界面改性剂的3种改性复合体系进行了研究,并获得了力学性能好、可加 工的、阻燃的聚丙烯,氢氧化镁复合材料。

氢氧化镁阻燃聚丙烯复合材料的制备及改性研究

针对无机阻燃剂在聚丙烯复合材料中添加量大、相容性差、力学强度低等缺点,采用添加相容剂或阻燃剂表面改性的方法改善聚丙烯/氢氧化镁复合材料力学性能。试验研究表明:PP-gMAH的引入使MH阻燃PP材料的拉伸强度提高,但相应冲击性能提高有限;硬脂酸钠改性氢氧化镁显著改善了MH阻燃PP材料的缺口冲击强度,所得阻燃PP复合材料的综合性能较好;硬脂酸钠对氢氧化镁的改性会明显降低氢氧化镁的团聚现象,从而提高氢氧化镁与PP基体的相容性。

氢氧化镁阻燃聚丙烯/蒙脱土复合材料的性能研究

将氢氧化镁和有机蒙脱土按不同的份数添加到聚丙烯中,制备成标准样条测试其力学性能和阻燃性能。结果表明,氢氧化镁的加入能提高复合材料的阻燃性能和弯曲模量,但其冲击性能和拉伸性能明显降低。加入蒙脱土复配氢氧化镁阻燃剂,复合材料的拉伸性能和氧指数能得到进一步提高,但冲击性能和弯曲模量则会下降,而材料的垂直燃烧等级也没有提高。当有机蒙脱土含量4%,氢氧化镁含量50%时,复合材料氧指数为26%,垂直燃烧达到UL94 V-2级,缺口冲击强度为5.84k J/m2,拉伸强度为24.12MPa,弯曲模量为2 342MPa。