凹凸棒土改性阻燃复合材料的制备及能研究

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作为易燃材料,PP和ABS阻燃性较差,其阻燃的研究和生产主要向无卤阻燃方向发展,并以高效、清洁、低成本为主要导向。  本研究分别以PP和ABS作为基体树脂,以膨胀型阻燃剂作为无卤阻燃剂,凹凸棒土为协同阻燃剂,通过复配技术,制备无卤阻燃复合材料,以提高树脂的阻燃效果,降低阻燃成本,并解决因阻燃剂加入导致材料力学性能降低的问题。  首先,采用湿法对凹凸棒土进行提纯,进而对其进行酸化,然后用十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)对其进行活化,最后分别用偶联剂KH-550处理、单宁酸进行有机化改性处理。采用红外光谱(FT-IR)、X-射线衍射(XRD)、透射电子显微结构(TEM)、氮气吸附和粒度分布等对改性前后凹凸棒土进行了表征。研究结果表明,改性后凹凸棒土的孔道得到疏通,有机物键接到凹凸棒土的表面,且土的棒状结构没有被破坏,改性处理增强了凹凸棒土与基体树脂的界面结合性,且在树脂中分散性变好。  将改性凹凸棒土与PP树脂以及APP、PER、MA、DPER等无卤阻燃剂复合,通过复配和共混改性技术制备了PP/AT/无卤阻燃复合材料,探索了复合材料的配方与工艺,研究了复合材料的阻燃性能、热性能、力学性能及断面形貌等。研究结果表明,APP添加30份,PER添加10份,AT为水洗、酸化、KH-550处理添加5份,PP的极限氧指数可达38.5,此时材料的拉伸强度由31MPa降低至21MPa,断裂伸长率由55%降低至28%,弯曲强度从23.8MPa提高到24.8MPa,阻燃剂和AT的分散性可达到较好状态。  同样,将改性凹凸棒土与ABS树脂以及APP、PER、MA等无卤阻燃剂复合,通过复配和共混改性技术制备了ABS/AT/无卤阻燃复合材料,探索了复配体系的配方与加工工艺,研究了复合材料的阻燃性能、热性能、力学性能及断面形貌。研究结果表明,添加APP、PER与2份AT的协同阻燃效果最好,极限氧指数由19.3提高到27.3的难燃程度,拉伸强度由52MPa降低至17MPa,弯曲强度由53MPa提高到59MPa。
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