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聚乙烯(PE)具有优良的力学性能、较高的体积电阻率和较低的介电损耗等,广泛应用于电线电缆。但聚乙烯属易燃高分子材料,需要加入阻燃剂进行改性。由于卤系阻燃剂在燃烧时产生卤化氢等有毒气体,应用受到限制,无卤阻燃聚乙烯成为当前的研究重点。目前,无卤阻燃剂普遍存在添加量较大、阻燃效率偏低、复合材料力学性能差等缺点。为此,需要开发具有高阻燃性能、环境友好且力学性能优良的无卤阻燃聚乙烯复合材料。本论文的主要研究内容及结果如下:(1)采用高聚合度蜜胺包覆聚磷酸铵(MAPP)及季戊四醇(PER)复配组成膨胀型阻燃剂,考察MAPP与PER的协效性及对PE性能的影响。结果表明,MAPP/PER=2/1时可发挥出较好的阻燃效果。以MAPP/PER=2/1复配成膨胀型阻燃剂,制备出PE/IFR阻燃复合材料。随着IFR含量增加,复合材料氧指数逐渐上升,当IFR添加量为30%时,材料LOI值为25.5%,但力学性能下降明显。进一步分析表明:IFR可提高PE的熔融指数及耐热变形性能,同时还可促进PE成炭,拓宽其热降解温度范围。(2)通过氧指数(LOI)、热重分析(TG)以及扫描电镜(SEM)等测试手段,考察蒙脱土(Na-MMT)、有机蒙脱土(OMMT)、尼龙6(PA6)等阻燃协效剂对PE/IFR阻燃复合材料的协同阻燃作用,以及对体系热稳定性、燃烧炭层结构的影响。借助X射线衍射(XRD)表征PE/IFR/Na-MMT及PE/IFR/OMMT纳米复合材料的结构。结果表明,适量的OMMT及PA6与PE/IFR复合体系具有较好的阻燃协效性,可提高材料成炭量,并有助于高质量炭层的形成。(3)用SiO2沉积、偶联处理过的镁盐晶须(M-HOS)增强PE/Mg(OH)2阻燃复合材料。结果表明,M-HOS的加入可明显提高复合材料的力学性能。同时,M-HOS还有助于提高材料的耐热变形性能。IFR粒径细化可提高PE/IFR复合材料的力学性能及阻燃性。在IFR添加量为28%时,氧指数可上升1.5%。