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碱式硫酸镁晶须(MHSH)是一种单晶纤维状无机功能材料,具有增强、填充、阻燃和抑烟等功能,常被用于聚合物材料的增强、阻燃。作为增强材料使用时,传统改性后的MHSH/PP复合材料的力学性能仍不理想。它单独的用来阻燃聚合物的效果差,需与其他阻燃剂配合使用。MHSH与微胶囊红磷MRP复配阻燃PP能获得良好的阻燃性能,而从机理出发,MRP与MHSH协同阻燃PP阻隔层的形成过程和组成并未给出详细的研究。此外,MHSH特有的晶须结构可望为复合材料导热通道的形成提供桥梁作用,其在导热领域的应用研究鲜有报道。因此,本文针对以上三个方面进行了详细的研究,具体的工作内容如下:1)以相容剂PP-g-MAH、环氧树脂EP为改性添加剂,采用动态固化的方法制备出了力学性能优良的PP复合材料。动态扭矩测试和SEM测试结果表明EP中活性环氧基团与PP-g-MAH中的酸酐基团、MHSH表面的羟基反应,增强了PP与MHSH之间的界面作用;动态固化进一步增强了界面粘附作用。力学性能测试表明EP组分的固化进一步优化了PP复合材料的力学性能;EP最佳添加量为2wt%,此时,动态固化的PP/10wt%PP-g-MAH/20wt%MHSH/EP复合材料的拉伸强度达54.2Mpa、冲击强度达36.82J/m、弯曲强度达66.9Mpa,比纯PP分别增加了58%、86%和66%。2)研究了MHSH、膨胀石墨EG和MHSH/EG混合物对PP导热性能的影响,结果表明PP复合材料的导热系数随着MHSH、EG、MHSH/EG混合物的含量的增加而增加;当EG添加20phr时,MHSH与之具有较好的协同导热作用且在MHSH添加量为10wt%时表现出最大的协同效应,协同系数高达1.298。3)对比MHSH与硼酸锌ZB、聚磷酸铵APP和微胶囊红磷MRP三种阻燃协效剂的协同阻燃PP的效果,发现MHSH与MRP表现出最佳的阻燃协同效应,当MHSH添加量为30wt%、MRP添加量为10wt%时,PP复合材料的LOI达26.1%,比纯PP提升了45%,垂直燃烧测试能通过UL94V-0级别,垂直燃烧后残余物表面连续、致密。采用热重测试、FTIR、SEM、EDS测试表征方法探究了MHSH与MRP协同阻燃PP的机理,结果表明:在高温燃烧过程中,MHSH脱出的水被氧化磷吸收,生成的磷酸、聚磷酸等物质在基体表面润湿铺展,与MHSH分解残余物复合、反应形成以硫酸镁、磷酸镁为骨料、磷酸、聚磷酸等为粘结剂的紧密阻隔层,从而阻缓内外物质的交换和能量的传导,延缓PP的热降解,有效保护内部材料。