论文部分内容阅读
层状双氢氧化物（LDHs）作为一类合成阴离子粘土,具有独特的层状结构、层板可调变性及良好的层间阴离子可插层性。LDHs可以通过残炭层隔绝可燃气体与基体材料的接触以及防止热和烟的传导起到凝聚相阻燃作用,也可以通过稀释可燃气体起到气相阻燃作用。在热稳定剂、阻燃剂等领域具有广阔的应用前景。本文研究了不同双组分酸根混合插层水滑石,改性水滑石,剥离水滑石作为阻燃剂应用到乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）中,制备成纳米复合材料,采用多种测试手段研究了纳米复合材料微观结构、热性能、阻燃性能、力学性能、流变性能和非等温结晶动力学。主要开展了以下四个方面的工作:（1）采用微波晶化沉淀法合成了一系列双组分无机酸根混合插层水滑石（Mg Al Zn-X1/X2-LDHs）,并将其作为一类纳米阻燃剂以40/60的比例应用到EVA基体材料中,制备系列Mg Al Zn-X1/X2-LDHs/EVA纳米复合材料。实验表明,双组分酸根混合插层水滑石加入EVA基体材料中不仅可以显著提高EVA的热稳定性,也能够有效地提高EVA的阻燃性能。与纯EVA（LOI=19）相比,Mg Al Zn-X1/X2-LDHs/EVA纳米复合材料的极限氧指数分别提高了6%～10%,并均通过UL-94的V-0级别,锥形量热测试结果表明水滑石加入EVA基体材料中可大幅度降低纳米复合材料的烟生成和热释放。（2）采用四种表面改性剂对MgAlZn-SnO32-/CO32--LDHs进行表面改性,改性后的Mg Al Zn-Sn O32-/CO32--LDHs与EVA以40/60的比例制备成改性水滑石/EVA纳米复合材料。实验表明,双组分无机酸根混合插层水滑石经表面改性后,可有效改善无机阻燃剂与EVA基体材料的相容性,大幅度提高纳米复合材料的阻燃性能和力学性能。（3）在甲酰胺溶液中采用微波辐射剥离十二烷基磺酸钠改性Mg Al Zn-Sn O32-/CO32--LDHs,实验观察到水滑石被成功剥离后显无色透明胶体。对比EVA,Mg Al Zn-X1/X2-LDHs/EVA纳米复合材料,改性水滑石/EVA纳米复合材料和剥离水滑石/EVA纳米复合材料的力学性能,流变性能和SEM谱图,结果表明剥离后的水滑石单片层充分嵌插到EVA基体材料中,提高了两者的相容性,使力学性能大幅度提高,流变性能降低。（4）采用DSC研究了EVA,MgAlZn-X1/X2-LDHs/EVA纳米复合材料,改性水滑石/EVA纳米复合材料和剥离水滑石单片层/EVA纳米复合材料的非等温结晶动力学行为。研究表明随着降温速率φ的增长,结晶峰温度（Tp）,起始结晶温度（T0）和结束结晶温度（Te）均向低温方向移动,结晶度和结晶速率大小:剥离水滑石/EVA纳米复合材料>改性水滑石/EVA纳米复合材料>Mg Al Zn-X1/X2-LDHs/EVA纳米复合材料,这表明不同水滑石在EVA基体材料中的分散程度与纳米复合材料的结晶度速率和结晶度息息相关,分散程度越好,结晶度和结晶速率越大,纳米复合材料的力学性能越好。