【摘 要】
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近年来,聚合物/蒙脱土纳米复合材料因其优异的物理性能及阻燃性能,受到广泛的关注。但蒙脱土对改善聚合物的阻燃性能存在局限性。因此,通常会考虑将其与阻燃剂复配使用。本文主要利用二异丁基次磷酸铝(APBA)与无机纳米粒子蒙脱土/和碳纳米管复配阻燃尼龙6,研究不同阻燃体系的微观结构、流变行为及阻燃性能间的构效关系。制备了三种不同改性蒙脱土(Na+MMT、CMMT、CMMTs)/尼龙6及蒙脱土/阻燃尼龙6复
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近年来,聚合物/蒙脱土纳米复合材料因其优异的物理性能及阻燃性能,受到广泛的关注。但蒙脱土对改善聚合物的阻燃性能存在局限性。因此,通常会考虑将其与阻燃剂复配使用。本文主要利用二异丁基次磷酸铝(APBA)与无机纳米粒子蒙脱土/和碳纳米管复配阻燃尼龙6,研究不同阻燃体系的微观结构、流变行为及阻燃性能间的构效关系。制备了三种不同改性蒙脱土(Na~+MMT、CMMT、CMMTs)/尼龙6及蒙脱土/阻燃尼龙6复合材料,采用X射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、旋转流变仪以及接触角测量仪对样品结构进行了系统表征,并采用氧指数(LOI)测试、垂直燃烧(UL-94)及锥形量热仪等对复合材料的阻燃性能和燃烧行为进行测定。探讨和比较了不同蒙脱土与聚合物的相互作用对阻燃纳米复合材料结构、流变行为及阻燃性能的影响。研究表明,CMMT与聚合物的界面张力最小,相互作用最强,蒙脱土在聚合物中的分散性好。对阻燃聚合物纳米复合材料,CMMT与聚合物强的相互作用可显著改善CMMT在体系中的分散分布,有助于CMMT片层在空间形成了粒子网络结构,限制分子链运动,改善了熔体稳定性,从而最终有效改善材料的燃烧行为。为了研究不同蒙脱土改性剂对材料性能的影响,制备了两种不同方式改性的有机鏻盐蒙脱土(PMMTsol、PMMTsc)/尼龙6及蒙脱土/阻燃尼龙6复合材料,并与CMMT阻燃尼龙纳米复合材料体系比较,对其复合材料的结构、流变行为及阻燃性能进行研究。结果表明,PMMT的界面张力大于CMMT,与尼龙6相互作用较弱,CMMT在尼龙中分散性较好。由于PMMT体系存在较弱的塑化作用,使得其熔体黏度较高,有利于形成更为致密的炭层结构,从而增强体系凝聚相作用,相比于CMMT阻燃尼龙6纳米复合材料体系,PMMT阻燃尼龙6体系显示出更优异的阻燃性能。采用碳纳米管(MWNT)改善铵盐改性蒙脱土(CMMT)阻燃复合材料的性能,制备了一系列不同MWNT含量的阻燃复合体系。研究表明,少量MWNT的加入,不影响CMMT在复合材料中的分散,能与CMMT相互作用,增强纳米粒子网络结构,增大材料熔体黏度,完善炭层表面结构,改善材料的阻燃性能。
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