【摘 要】
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环保高效的无卤阻燃材料是未来高分子材料发展的必然选择。由于制备无卤阻燃材料添加剂的填充量较高,对设备的混合能力和混合效果提出了较高的要求。开发一种具有高拉伸性能
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环保高效的无卤阻燃材料是未来高分子材料发展的必然选择。由于制备无卤阻燃材料添加剂的填充量较高,对设备的混合能力和混合效果提出了较高的要求。开发一种具有高拉伸性能的混炼机转子元件,对于制备高性能阻燃材料具有重要的意义。本文开发了一种高拉伸转子;运用Polyflow软件对双转子连续混炼挤出机混炼流场特性进行了分析研究;探讨了转子结构及工艺参数对其混合特性的影响。设计了乙烯/醋酸乙烯酯共聚物(EVA)无卤阻燃材料配方,使用双转子连续混炼挤出机制备了 EVA无卤阻燃材料,并对其力学性能、阻燃性能、微观结构等进行了研究;将数值模拟和实验结果相结合,研究了制备阻燃材料的加工工艺,分析了转子转速、转子结构对混炼流场特性和所制备的材料性能的影响。取得如下主要研究成果。(1)开发的高拉伸转子在混炼过程中对物料的拉伸作用强于经典转子,而其剪切作用弱于经典转子,混炼流场中高拉伸区在转子相互作用视窗处,高剪切区在转子螺棱顶部与机筒内壁的间隙处。物料在转子螺棱顶部会受到强的剪切作用,在转子相互作用视窗位置会产生拉伸和折叠流动,有效地提高了转子的分布和分散混合能力。(2)高拉伸转子和经典转子的分布和分散混合性能都随着转子转速的增加而提高。在相同的转速下高拉伸转子的分布和分散混合能力均优于经典转子,但随着转子转速的提高两者之间的差值逐渐减小。(3)采用高拉伸转子制备的阻燃复合材料的性能优于经典转子。在一定范围内提高转子转速可以有效地提高阻燃复合材料的力学性能,高拉伸转子转速为600rpm时阻燃复合材料的性能最好,其抗拉强度达到11.59MPa,断裂伸长率达到173.66%,极限氧指数达31.5%,性能指标均超过了国家标准要求。
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