SiO2/APP/LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃作用
摘要
目前,由于应用最广泛的卤系阻燃产生的"二次伤害"越来越受到人们的关注,对无机阻燃剂的研究成为了时下的热点.自1987年日本报道用插层聚合方法制备尼龙6/粘土纳米混杂材料以来,无机纳米相均匀分散、无机/有机强界面结合、自组装的研究取得了大量的研究成果.本文通过在纳米复合过程中添加有机改性纳米SiO2、APP,利用纳米SiO2、APP(聚磷酸铵)和LDHs(层状双金属氧化物)的相互作用,促进LDHs片层的剥离,制备高度分散的LDHs纳米复合材料,提高纳米复合材料的阻燃性。研究SiO2/APP/LDHs在聚丙烯中的协同分散及协效阻燃作用。采用共沉淀法合成十二烷基苯磺酸钠(SDBS)有机改性的层状复合金属氢氧化物(Mg-Al-SDBS-LDHs),采用KH-550 对纳米SiO2进行有机改性。然后把聚丙烯微粉、有机改性SiO2、Mg-Al-SDBS-LDHs和APP四种物料均匀混合,再加入到双螺杆挤出机中,在165℃下,转速为40 r/min均匀挤出造粒得到预混样品。将挤出的预混样品与聚丙烯在烧杯中共混挤出造粒,温度为165℃。制备好的混合料在平板硫化机上热压成型,成型温度为170℃,压力为8 MPa,得到测试所需复合材料。采用XRD、SEM、TEM对材料的结构进行分析和表征;采用TGA、氧指数仪、水平垂直燃烧仪和锥形量热仪对复合材料的热稳定性和阻燃性进行测试和表征。聚丙烯复合材料体系中加入Mg-Al-SDBSLDHs时,其热稳定性能、阻燃性能都较纯PP有明显改善,但是Mg-Al-SDBS-LDHs在聚合物中的分散程度欠佳。在分别加入SiO2 和APP 与Mg-Al-SDBS-LDHs复配阻燃时,Mg-Al-SDBS-LDHs在聚合物中的分散远优于PP/Mg-Al-SDBS- LDHs 体系,并且热稳定性能和阻燃性能有大幅度提高,特别是对于PP/Mg-Al-SDBS-LDHs/APP体系缓解了复合材料的熔滴问题,阻燃效果非常显著。因此,SiO2/APP/LDHs在聚丙烯中具有协同分散及协效阻燃作用。