【摘 要】
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水滑石(Layered Double Hydrotalcides,LDH)作为阻燃剂具有高效、无毒、环保等优点,通过阻燃改性并形成纳米复合结构有望提高LDH的阻燃作用。为此,采用十二烷基硫酸钠(SDS)和
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水滑石(Layered Double Hydrotalcides,LDH)作为阻燃剂具有高效、无毒、环保等优点,通过阻燃改性并形成纳米复合结构有望提高LDH的阻燃作用。为此,采用十二烷基硫酸钠(SDS)和2-羧乙基苯基次磷酸(CEPPA)层间改性的LDH制备聚乙烯(PE)基纳米复合材料,并通过与膨胀阻燃剂(IFR)复配获得纳米复合阻燃材料。采用X-射线衍射(XRD)与扫描电子显微镜(SEM)表征复合材料的结构;采用热重分析(TG)、微燃烧量热分析(MCC)及锥形量热分析(CONE)研究复合材料的热降解及燃烧过程,采用氧指数(LOI)评价纳米复合阻燃材料的阻燃性能。比较研究了三种组成与结构不同的LDHs对纳米复合材料及其膨胀阻燃材料热降解与燃烧性能的影响,探讨了基于阻燃改性的LDH与IFR的协同阻燃机理。研究结果表明:(1)LDHs在PE基体中具有不同的分散性,改性后的LDH层间距增大能够与PE形成具有剥离结构的纳米复合材料;(2)PE/LDHs纳米复合材料的降解过程与PE相似,改性LDHs不利于PE热降解成炭,使其热降解的燃烧组成值增加,LDH、SLDH和CLDH分别使热释放峰值降低了42%、19%和45%,基于阻燃改性的CLDH具有更有效的抑制燃烧中热释放的作用;(3)纳米复合膨胀阻燃材料的气相燃烧行为与热降解过程与PE/IFR相似,LDHs促进了热降解初期膨胀炭层的形成,使阻燃材料具有较低的燃烧组成值,含CLDH的纳米复合膨胀阻燃体系具有较低的热释放量和烟释放量;(4)阻燃改性的CLDH与IFR的协同效果较好,显著提高了膨胀阻燃聚乙烯的阻燃性能,氧指数可达32.5,膨胀炭层结构和性能的改善是协同阻燃机理的重要因素。
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