LDHs型多元复配阻燃剂的制备及其在ABS中的应用

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论文采用共沉淀法,通过多种硝酸盐合成不同种类的LDHs并使用X-射线衍射仪(XRD)、傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)、热重分析仪(TG)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)对其进行表征分析。将合成的LDHs与不同种类的阻燃剂复配添加至丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)树脂中制备ABS复合材料并对其进行力学、阻燃性能的测试,考察不同的阻燃体系对ABS复合材料性能的影响。实验所得的主要结论如下:(1)采用共沉淀法制备镁铝水滑石(MgAl-LDHs)并采用油酸钠对其进行表面改性制备油酸钠改性的镁铝水滑石(MgAl-O-LDHs),考察合成过程中不同反应条件对LDHs制备、改性的影响。实验结果表明MgAl-LDHs的最佳制备条件为:合成温度T=60℃、p H=12、金属离子摩尔比Mg:Al=3:1;MgAl-O-LDHs的最佳改性条件为:油酸钠的添加量为4%、改性时间t=120 min、改性温度T=60℃。(2)对所制备的MgAl-LDHs、MgAl-O-LDHs进行XRD、FT-IR、TG、FESEM表征测试,结果表明油酸钠的加入没有改变MgAl-LDHs的结构;与MgAl-LDHs相比,MgAl-O-LDHs具有更好的热稳定性和分散性。(3)将MgAl-LDHs、MgAl-O-LDHs分别加入ABS中制备ABS复合材料并对其进行相关性能的测试,实验结果表明,MgAl-O-LDHs/ABS复合材料的阻燃、机械性能均优于MgAl-LDHs/ABS复合材料。(4)将MgAl-O-LDHs与硼酸锌(ZB)、聚磷酸铵(APP)、二氧化硅(Si O2)、三聚氰胺(MEL)、三氧化二锑(Sb2O3)等阻燃剂复配使用,考察MgAl-O-LDHs的不同协效剂对ABS复合材料性能的影响。实验结果表明MEL为MgAl-O-LDHs的最佳协效剂;当MgAl-O-LDHs:MEL=3:1时,ABS复合材料的极限氧指数(LOI)最高可达25.2%,并且UL-94垂直燃烧测试达到V-1级别。(5)采用共沉淀法制备锌铝水滑石(ZnAl-LDHs),通过往LDHs合成浆液中添加Sb2O3合成Sb2O3-LDHs并将其与四溴双酚A(TBBPA)复配使用,考察Sb2O3的含量以及Sb2O3与TBBPA的配比对ABS性能的影响。实验结果表明,当Sb2O3:LDHs=15:100、Sb2O3:TBBPA=1:6时,ABS复合材料的LOI高达29.6%并且UL-94垂直燃烧测试达到V-0级别。
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