聚乙烯无卤阻燃及硅烷交联研究.pdf

中国科学技术大学
博士学位论文
聚乙烯无卤阻燃及硅烷交联的研究
姓名:王正洲
申请学位级别:博士
专业:高分子化学与物理
指导教师:瞿保钧;范维澄

加橡胶对体系热稳定性、结晶性能的影响。旷劣化以及韧性大大降低。本文研究了在Ⅻ阻燃聚乙烯中引入乙丙橡胶烧性能、加工性能等影响。芯勘砻鳎J筁的阻燃性能达到一定的要摘要氢氧化镁怯糜诰巯┨裰蹦淙甲罹哂蟹⒄,改善阻燃体系的加工性能缃档吞逑档恼扯,但是往往研究了墓柰榻蛹冀回环丛眩约安煌蛩兀绻柰橛昧俊⒁———————弧!猒——一●—一特性,本文发现对疢逑稻哂薪虾玫淖枞荚鲂ё饔谩J够很好地分散到聚乙烯树脂中对体系的力学性能、加工性能、燃烧性能等影响。映验发现,在疢本文研究了在线性低密度聚乙烯刑砑覯蕴逑档牧ρ阅堋⑷求,的添加量要在%以上,而如此高的添加量对体系的力学性能造成了严重影响;研究了与其它无卤阻燃剂,如硼酸锌、微胶囊化红磷以及可膨胀石墨在械淖枞夹вσ约案春献枞继逑档娜忌研究了表面改性剂,如高级脂肪酸或盐类、硅烷偶联剂、钛酸酯类偶联剂导致体系的拉伸强度降低柰槔嗯剂<粱颈3植槐以及阻燃性能下降。研究,。芯苛寺砝此岫□。旷一且体系的阻燃性能也有较大幅度的提高。另外,还研究了在疢刑热性能虽然有较大改善,但仍是不阻燃的。本文率先开展了硅烷交联聚乙烯的采用扫描电子显微镜愿男郧昂蟮腖/体系的微观结构进行采用熔融法制备了马来酸二丁酯接枝聚乙烯猤⒍越又ξ锝的增容效应,、结晶行为以及微观结构等影响。,大大改善阻燃在阻燃聚乙烯中因含有大量的无卤阻燃剂而使得体系的力学性能严重体系中加入橡胶并经过硫化后,不仅大大提高了阻燃体系的力学性能,而剂用量、交联温度、交联时间等聚乙烯交联度的影响;采用热分析等手段,研究了硅烷交联聚乙烯的热稳定性、结晶性能。聚乙烯经过硅烷交联以后,其耐无卤阻燃研究,探讨了在硅烷交联聚乙烯体系中添加无卤阻燃剂对该体系的力学性能、阻燃性能等影响,并制备出具有优异的阻燃性能和力学性能的硅烷交联聚乙烯。
Ⅻ瑂,琔,疢,%甌琫.,,,,瑃疘/,甧
疢——狣,琣,,—瑂,瑂猣,—珼琧
第一部分文献综述一聚烯烃的无卤阻燃随着聚合物材料应用领域的不断扩大,由聚合物材料着火引起的重大火灾事故时有发生,这已引起了人们的普遍关注。聚烯烃ň垡蚁⒕郾聚苯乙烯、乙烯一醋酸乙烯共聚物等诰酆衔镏姓加惺种匾5牡匚唬洳加含卤的阻燃剂来实现的。这些含卤的阻燃聚合物材料虽然具有优良的阻燃性能,但是火灾时会产生大量的烟雾和有毒、腐蚀性的卤化氢气体。据国内外的氧指数无机类阻燃剂因具有热稳定性好、不挥发、一般不产生有毒有害气体、毒大,用途广。因这类聚合物分子中通常只含有两种元素或、元素,它们很容易发生着火燃烧4车木巯┨淖枞即蠖际遣捎锰火灾统计数据表明,火灾中的人员伤亡%以上是由烟和毒性气体造成的⋯。因此开发无卤、低烟、无毒、无腐蚀性的阻燃聚烯烃具有十分重要的意义,其聚烯烃常用的阻燃剂主要有卤素类ǔN狢阻燃剂、有机磷酸酯类阻燃剂、无机类缃鹗羟庋趸阻燃剂等。卤素类阻燃剂的阻燃效果虽然较好,但是加有这类阻燃剂的聚合物在燃烧时会放出大量有毒、有害、腐蚀性的卤化氢气体,因此这类阻燃剂的使用受到了很大的限制,有逐渐被取代的趋势绕涫怯迷诠ü渤∷。磷酸酯类阻燃剂的品种繁多且用途也较广泛,这类阻燃剂通常毒性较大,燃烧时会产生一定的烟雾,且一般价格较高。无机化合物类阻燃剂,目前被认为是大有发展前途的一类阻燃剂。表钢殖S玫木巯┨囊恍┤忌招阅着火温度塑料名称分解温度聚乙烯聚丙烯聚苯乙烯应用前景也十分广阔。
性低蠖嗍俏薅镜等优点,己越来越受到世界各国的高度重视,有可能成为今后发展无卤阻燃的主旋律。无机类阻燃剂一般都是由矿物加工而成的,而我国的矿产资源相当丰富,如锑的储量和开采量都位居世界第一,铝、镁、钼、硼等资源也较为丰富,这为我国的无机阻燃剂的发展奠定了有利的基础。在无机类阻燃剂中,常用的锑类阻燃剂主要是氧化锑,它本身并没有明显的阻燃作用,只是卤素阻燃剂的优良的协效剂,它只有与含卤素的阻燃剂一起和卤素的阻燃剂共用n饫唷⑽嗪吞嗟幕衔锸导噬鲜亲枞枷碳粒还这些化合物通常价格较贵。目前,在聚烯烃的无卤阻燃中常用的无机阻燃剂主要是金属氢氧化物类阻燃剂以及无机磷类阻燃剂。下面着重介绍这两类无机阻桌嘧枞技实际上,在无卤阻燃聚烯烃中所用的无机磷类阻燃剂主要是聚磷酸铵和红磷。进行微胶囊化处理,以减轻或克服上述的缺点。梢杂妹馨罚兹┦