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本文创新性的在温度和转速可控的高速混合机中实现了苯乙烯单体在氢氧化镁(MH)粒子表面进行聚合。MH表面的聚苯乙烯(PS)包覆层分为化学包覆层和物理包覆层。PS重均分子量为7700左右,分子量分布较窄,这种简便的方法有商业化前景。
首先将自制的PS包覆MH以熔融共混的方法填充到HIPS中,研究MH表面PS包覆层的厚度对材料的阻燃性能、流变性能和力学性能的影响(固定MH用量,40wt%)。当PS平均包覆厚度为15nm时,阻燃性能达到最佳,此时MH在基体中的分散状况也达到极限。平板流变仪测试表明,在PS包覆厚度为13nm时,熔体粘度、储存模量及损耗模量出现最大值(拐点),上述参数随PS包覆层厚度的增加先增大后减小。力学性能与PS包覆量之间关系规律不明显。
接着在HIPS/MH体系中,引入SEBS-g-MA。研究了SEBS-g-MA对PS包覆MH阻燃HIPS阻燃性能和力学性能的影响。加入适量SEBS-g-MA可使阻燃性能增加,与未处理的MH相比,PS包覆的MH体系阻燃性能提高更明显,且加入适量的SEBS-g-MA时,阻燃性能达到最佳值,此时对应的相对界面层厚度为0.53。与未处理MH相比,PS包覆的MH体系的断裂伸长率和冲击强度有所下降。
然后将两种弹性体(SEBS、SEBS-g-MA)引入HIPs/MH体系,形成两种不同的微观结构。SEBS体系形成独立分散的结构;SEBS-g-MA体系则形成核-壳结构。与核-壳结构相比,分散结构的阻燃性能、力学性能(尤其是冲击性能、弯曲模量和断裂伸长率)较好。核-壳结构在低频下比分散结构熔体粘度高。
最后制备了PS包覆的氢氧化镁包覆红磷,并将其与HIPS熔融共混。考察了PS包覆对材料力学性能、加工性能、热性能和阻燃性能的影响。PS包覆可使材料的力学性能尤其是缺口和无缺口冲击强度显著提高;可显著改善高填充情况下加工流动性;改善材料的热稳定性(分解温度向高温偏移8℃);且可提高阻燃效率。PS包覆MHRP填充量为25wt%时,材料达UL-94-V-0。