纳米氢氧化铝填充阻燃低密聚乙烯复合材料性能研究

摘要

无卤、无毒、低烟、高效是阻燃材料的发展趋势。然而制备高分子无卤阻燃材料通常需要添加大量无卤阻燃剂，致使阻燃复合材料的力学性能和成型加工性能都显著下降。本研究采用纳米氢氧化铝（nano-ATH）和商用阻燃剂 LM-8081共同改性低密度聚乙烯（LDPE），降低阻燃剂的填充量，获得一种新的无卤阻燃复合材料，提高力学性能和加工性能。
　　选用偶联剂Kh550与S230及其混合物对ATH进行表面处理，采用挤出和注射成型的方法制备LDPE阻燃复合材料，并测试其力学性能、燃烧性能、热性能，结果表明：偶联剂表面处理能提高ATH与聚合物基体间的界面结合力，从而提高阻燃复合材料的力学性能。当ATH填充量为30％，浓度1%~1.5%时表面处理效果最佳。扫描电镜（SEM）观察复合材料的断裂机理为韧性断裂。
　　为了进一步改善ATH与LDPE基体间的界面相容性，采用熔融挤出法制备马来酸酐（MAH）接枝LDPE相容剂，考察引发剂、各单体用量对接枝程度的影响，确定配方如下：过氧化二异丙苯（DCP）质量分数2.25%，LDPE/EVA质量比9:1，MAH用量为基体质量的4%。通过力学性能测试，以及热重（TG）、差示扫描量热（DSC）、红外光谱（FTIR）及SEM对表面改性效果进行分析。添加MAH-g-LDPE相容剂能显著提高ATH与LDPE之间的界面结合力，进一步提高复合材料的力学性能。
　　商用含磷阻燃剂LM-8081与ATH协同对LDPE进行阻燃改性。当LM-8081添加量为10%时，阻燃复合材料的极限氧指数提高了31.9%，力学性能略有下降。TG结果显示，分解结束时残余物重量为36.9%，较未添加时增加了10%，说明该阻燃剂有促进成碳的作用。

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第一章 绪论

§1.1 引言

§1.2 低烟无卤阻燃材料的提出及发展趋势

§1.3 聚烯烃无卤阻燃剂的分类和应用

§1.4 金属氢氧化物阻燃聚乙烯

§1.5 本研究的主要内容

第二章 试样的制备及性能表征

§2.1 试样的制备

§2.2 性能表征

第三章 nano-ATH填充LDPE复合材料的性能研究

§3.1 引言

§3.2 nano-ATH/LDPE复合材料研究

§3.3 nano-ATH的表面处理

§3.4 本章小结

第四章 相容剂的制备及其对复合体系的影响

§4.1 引言

§4.2 MAH-g-LDPE的制备

§4.3 MAH-g-LDPE的应用

§4.4 本章小结

第五章 含磷阻燃剂对体系的影响

§5.1 引言

§5.2 LM-8081/ATH/LDPE复合材料

§5.3 本章小结

第六章 结论

参考文献

致谢

作者在攻读硕士期间主要研究成果