高效膨胀阻燃聚丙烯纳米复合材料的制备与研究
发布时间：2022-12-03 20:26
聚丙烯是五大通用的塑料之一,但其极易燃烧,因此聚丙烯的推广应用离不开阻燃剂的发展。膨胀阻燃剂是一种环境友好型阻燃剂,具有低烟、低毒、无腐蚀性气体等优点。但随着添加量增大,会导致聚丙烯力学性能变差。为了提高膨胀阻燃剂阻燃效率,降低添加量,本文针对膨胀阻燃剂特殊的阻燃机理,制备了有机化层状硅酸盐协同膨胀阻燃聚丙烯复合材料,研究了以下内容:一是采用微波剥离工艺制备16组有机改性蒙脱土,再通过熔融共混法制备了有机化蒙脱土协同膨胀阻燃聚丙烯复合材料。研究了微波剥离工艺和有机化蒙脱土用量对复合材料热稳定性能和结晶性能的影响,并测试了其燃烧性能,最后通过傅里叶变换红外光谱仪、扫描电镜、能谱分析仪等探讨蒙脱土有机改性效果和复合材料的微观形貌,结果表明:在一定的微波剥离工艺下,能有效促进蒙脱土有机改性。有机改化蒙脱土的加入能有效降低复合材料最大热降解速率和提高残炭量,并能提高其结晶速率和结晶度。3 wt%含量有机改性蒙脱土可有效提升复合材料热稳定性和结晶性能,复合材料极限氧指数达到难燃物标准,UL-94阻燃测试为V-1级别。二是通过非等温热降解动力学和非等温结晶动力学研究了聚丙烯及其复合材料热稳定性和结...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 聚丙烯燃烧机理
1.3 阻燃剂简介及发展趋势
1.3.1 常用阻燃剂简介
1.3.2 膨胀阻燃剂概况及阻燃机理
1.3.3 膨胀阻燃剂的现状及研究发展方向
1.4 阻燃协效剂
1.4.1 层状硅酸盐简介
1.4.2 层状硅酸盐与膨胀阻燃剂协效阻燃
1.5 微波剥离工艺与真空冷冻干燥技术
1.5.1 微波剥离工艺
1.5.2 真空冷冻干燥技术
1.6 本课题研究内容、研究目的及意义
1.6.1 研究内容
1.6.2 研究目的及意义
第2章 微波剥离工艺及OMMT用量对PP阻燃体系性能影响
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料及试剂
2.2.2 实验仪器及设备
2.2.3 样品制备
2.2.4 结构表征及性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 微波剥离工艺及OMMT含量对PP阻燃体系热稳定性能影响
2.3.2 微波剥离工艺及OMMT含量对PP阻燃体系结晶性能影响
2.3.3 PP阻燃体系阻燃性能分析
2.3.4 MMT的 FTIR分析
2.3.5 扫描电镜分析
2.3.6 X射线能谱分析
2.3.7 PP阻燃体系燃烧后残炭形貌分析
2.4 本章小结
第3章 PP阻燃体系非等温热降解动力学和非等温结晶动力学性能分析
3.1 引言
3.2 结构表征及性能测试
3.2.1 非等温热稳定性能测试
3.2.2 非等温热降解动力学Kissinger法计算
3.2.3 非等温结晶性能测试
3.2.4 非等温结晶动力学Ozawa模型计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 PP及其复合材料非等温热稳定性能分析
3.3.2 非等温热降解动力学参数计算
3.3.3 PP及其复合材料非等温结晶性能分析
3.3.4 非等温结晶动力学参数计算
3.4 本章小结
第4章 不同有机改性层状硅酸盐对PP阻燃体系性能影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料及试剂
4.2.2 实验仪器及设备
4.2.3 样品制备
4.2.4 结构表征及性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同有机改性层状硅酸盐对PP阻燃体系热稳定性能影响
4.3.2 不同有机改性层状硅酸盐对PP阻燃体系结晶性能影响
4.3.3 PP阻燃体系阻燃性能分析
4.3.4 层状硅酸盐的FTIR分析
4.3.5 扫描电镜分析
4.3.6 X射线能谱分析
4.3.7 PP阻燃体系燃烧后残炭形貌分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
申请学位期间的研究成果及发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米层状阻燃复合材料的制备及研究进展[J]. 陈月铃,勾星月,曹智文,吴婷,冉隆昌,彭娅,李正秋. 工程塑料应用. 2019(10)
[2]真空冷冻干燥法制备无机纳米粉的研究现状[J]. 彭润玲,尹沙沙,韦妍,刘德荣,王宁. 真空. 2019(05)
[3]多尺度协同改性PF/RHDPE复合材料的力学与非等温结晶动力学性能对比[J]. 吴正环,叶勇,陈阳,董和生,吾兰. 塑料工业. 2019(S1)
[4]蒙脱土的研究与应用综述[J]. 彭琪琪. 西部皮革. 2019(15)
[5]类水滑石材料及其在阻燃方面的研究进展[J]. 王晓卡,裴广斌,王茜,王晓川. 上海塑料. 2019(02)
[6]添加剂改性聚丙烯的研究[J]. 张健,许多琦,汪乃东,范连锋. 上海塑料. 2019(02)
[7]国内聚丙烯市场供需分析[J]. 徐润君. 齐鲁石油化工. 2019(02)
[8]DOPO改性高岭土PP复合材料的阻燃性能研究[J]. 彭晓华,陈寿,唐武飞,张胜,谷晓昱. 现代塑料加工应用. 2019(03)
[9]阻燃剂在聚丙烯阻燃中的应用研究进展[J]. 李玉芳,伍小明. 塑料助剂. 2019(03)
[10]水滑石基阻燃聚丙烯材料性能研究[J]. 冯光峰,陈永辉,徐世前. 塑料助剂. 2019(03)
博士论文
[1]木质纤维素/层状硅酸盐纳米复合材料的制备及吸附性能研究[D]. 张晓涛.内蒙古农业大学 2018
[2]高岭土基多维度材料增强聚丙烯复合材料阻燃性能的研究[D]. 唐武飞.北京化工大学 2017
硕士论文
[1]蒙脱土/超支化PA6纳米复合包装材料的制备及其性能研究[D]. 李世杰.湖南工业大学 2019
[2]PP基复合材料阻燃性能的研究[D]. 刘晓琦.兰州理工大学 2018
[3]改性高岭土对聚丁二酸丁二醇酯膨胀阻燃体系性能的影响及机理研究[D]. 谷玲玲.北京化工大学 2018
[4]膨胀型阻燃剂的制备及阻燃聚丙烯研究[D]. 黄思雯.广州大学 2018
[5]成炭剂合成及对连续玻纤增强聚丙烯复合材料的阻燃[D]. 陶守亮.武汉理工大学 2018
[6]蒙脱土层间化合物在聚合物中的阻燃作用研究[D]. 张鸿凯.江苏大学 2017
[7]插层改性高岭土在聚丙烯/膨胀阻燃体系的阻燃应用及机理分析[D]. 宋理想.北京化工大学 2017
[8]THEIC基成炭剂的合成及其对聚乳酸的膨胀阻燃研究[D]. 赵轩.华东理工大学 2017
[9]膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 韩悦.华北理工大学 2017
[10]聚丙烯无卤阻燃复合材料的制备及性能研究[D]. 何彬.北京化工大学 2016
本文编号：3706913
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 引言
1.2 聚丙烯燃烧机理
1.3 阻燃剂简介及发展趋势
1.3.1 常用阻燃剂简介
1.3.2 膨胀阻燃剂概况及阻燃机理
1.3.3 膨胀阻燃剂的现状及研究发展方向
1.4 阻燃协效剂
1.4.1 层状硅酸盐简介
1.4.2 层状硅酸盐与膨胀阻燃剂协效阻燃
1.5 微波剥离工艺与真空冷冻干燥技术
1.5.1 微波剥离工艺
1.5.2 真空冷冻干燥技术
1.6 本课题研究内容、研究目的及意义
1.6.1 研究内容
1.6.2 研究目的及意义
第2章 微波剥离工艺及OMMT用量对PP阻燃体系性能影响
2.1 引言
2.2 实验部分
2.2.1 原料及试剂
2.2.2 实验仪器及设备
2.2.3 样品制备
2.2.4 结构表征及性能测试
2.3 结果与讨论
2.3.1 微波剥离工艺及OMMT含量对PP阻燃体系热稳定性能影响
2.3.2 微波剥离工艺及OMMT含量对PP阻燃体系结晶性能影响
2.3.3 PP阻燃体系阻燃性能分析
2.3.4 MMT的 FTIR分析
2.3.5 扫描电镜分析
2.3.6 X射线能谱分析
2.3.7 PP阻燃体系燃烧后残炭形貌分析
2.4 本章小结
第3章 PP阻燃体系非等温热降解动力学和非等温结晶动力学性能分析
3.1 引言
3.2 结构表征及性能测试
3.2.1 非等温热稳定性能测试
3.2.2 非等温热降解动力学Kissinger法计算
3.2.3 非等温结晶性能测试
3.2.4 非等温结晶动力学Ozawa模型计算
3.3 结果与讨论
3.3.1 PP及其复合材料非等温热稳定性能分析
3.3.2 非等温热降解动力学参数计算
3.3.3 PP及其复合材料非等温结晶性能分析
3.3.4 非等温结晶动力学参数计算
3.4 本章小结
第4章 不同有机改性层状硅酸盐对PP阻燃体系性能影响
4.1 引言
4.2 实验部分
4.2.1 原料及试剂
4.2.2 实验仪器及设备
4.2.3 样品制备
4.2.4 结构表征及性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 不同有机改性层状硅酸盐对PP阻燃体系热稳定性能影响
4.3.2 不同有机改性层状硅酸盐对PP阻燃体系结晶性能影响
4.3.3 PP阻燃体系阻燃性能分析
4.3.4 层状硅酸盐的FTIR分析
4.3.5 扫描电镜分析
4.3.6 X射线能谱分析
4.3.7 PP阻燃体系燃烧后残炭形貌分析
4.4 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 展望
参考文献
致谢
申请学位期间的研究成果及发表的论文
【参考文献】：
期刊论文
[1]纳米层状阻燃复合材料的制备及研究进展[J]. 陈月铃,勾星月,曹智文,吴婷,冉隆昌,彭娅,李正秋. 工程塑料应用. 2019(10)
[2]真空冷冻干燥法制备无机纳米粉的研究现状[J]. 彭润玲,尹沙沙,韦妍,刘德荣,王宁. 真空. 2019(05)
[3]多尺度协同改性PF/RHDPE复合材料的力学与非等温结晶动力学性能对比[J]. 吴正环,叶勇,陈阳,董和生,吾兰. 塑料工业. 2019(S1)
[4]蒙脱土的研究与应用综述[J]. 彭琪琪. 西部皮革. 2019(15)
[5]类水滑石材料及其在阻燃方面的研究进展[J]. 王晓卡,裴广斌,王茜,王晓川. 上海塑料. 2019(02)
[6]添加剂改性聚丙烯的研究[J]. 张健,许多琦,汪乃东,范连锋. 上海塑料. 2019(02)
[7]国内聚丙烯市场供需分析[J]. 徐润君. 齐鲁石油化工. 2019(02)
[8]DOPO改性高岭土PP复合材料的阻燃性能研究[J]. 彭晓华,陈寿,唐武飞,张胜,谷晓昱. 现代塑料加工应用. 2019(03)
[9]阻燃剂在聚丙烯阻燃中的应用研究进展[J]. 李玉芳,伍小明. 塑料助剂. 2019(03)
[10]水滑石基阻燃聚丙烯材料性能研究[J]. 冯光峰,陈永辉,徐世前. 塑料助剂. 2019(03)
博士论文
[1]木质纤维素/层状硅酸盐纳米复合材料的制备及吸附性能研究[D]. 张晓涛.内蒙古农业大学 2018
[2]高岭土基多维度材料增强聚丙烯复合材料阻燃性能的研究[D]. 唐武飞.北京化工大学 2017
硕士论文
[1]蒙脱土/超支化PA6纳米复合包装材料的制备及其性能研究[D]. 李世杰.湖南工业大学 2019
[2]PP基复合材料阻燃性能的研究[D]. 刘晓琦.兰州理工大学 2018
[3]改性高岭土对聚丁二酸丁二醇酯膨胀阻燃体系性能的影响及机理研究[D]. 谷玲玲.北京化工大学 2018
[4]膨胀型阻燃剂的制备及阻燃聚丙烯研究[D]. 黄思雯.广州大学 2018
[5]成炭剂合成及对连续玻纤增强聚丙烯复合材料的阻燃[D]. 陶守亮.武汉理工大学 2018
[6]蒙脱土层间化合物在聚合物中的阻燃作用研究[D]. 张鸿凯.江苏大学 2017
[7]插层改性高岭土在聚丙烯/膨胀阻燃体系的阻燃应用及机理分析[D]. 宋理想.北京化工大学 2017
[8]THEIC基成炭剂的合成及其对聚乳酸的膨胀阻燃研究[D]. 赵轩.华东理工大学 2017
[9]膨胀型阻燃剂的制备及其阻燃聚丙烯的研究[D]. 韩悦.华北理工大学 2017
[10]聚丙烯无卤阻燃复合材料的制备及性能研究[D]. 何彬.北京化工大学 2016
本文编号：3706913
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