HIPS-OMMT-鎳化合物復合材料阻燃性能研究.pdf

1、本研究以高抗沖聚苯乙烯(HIPS)為主要研究對象，在聚合物熔融插層蒙脫土(OMMT)納米復合材料的基礎上利用OMMT/鎳化合物體系的催化碳化作用進一步改善復合材料材料阻燃性能，并結合元素分析、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)對復合材料燃燒殘余物進行分析，最后結合實驗結果和理論分析，探討了其阻燃機理。 研究了HIPS/堿式碳酸鎳(Ni2(OH)2CO3)、HIPS/硫酸鎳(NiSO4)、HIPS/氯化鎳(NiCl2)、HIP

2、S/氧化鎳(NiO)復合材料的燃燒性能，錐形量熱儀結果表明，四種鎳化合物單獨添加到HIPS中都能起到一定的阻燃作用，數(shù)碼相機和SEM對復合材料燃燒殘余物觀測結果表明，HIPS/NiSO4、HIPS/NiO復合材料燃燒過程中形成了相對致密的炭層。進一步比較了NiSO4和NiO對HIPS/OMMT復合材料阻燃性能的影響，錐形量熱儀測試結果表明，NiO與OMMT的復配進一步提高了復合材料的阻燃性能，而數(shù)碼相機和SEM對復合材料燃燒殘余物觀測結

3、果表明，與NiSO4相比，NiO能與OMMT發(fā)生較強的相互作用，形成的炭層更加致密。 重點研究了HIPS/OMMT/NiO復合材料的阻燃性能，詳細考察了NiO對HIPS/OMMT復合材料阻燃性能的影響，X—ray衍射和TEM結果表明，HIPS分子鏈與蒙脫土片層形成了插層和剝離的復合結構，NiO在復合材料中以納米尺度粒子的形式存在，粒子大小從20nm～300nm不等，NiO沒有破壞復合材料的插層和剝離結構。錐形量熱儀結果表明，OM

4、MT/NiO復配體系進一步降低了HIPS復合材料的熱釋放速率，大幅度提高了燃燒殘余物的質(zhì)量分數(shù)，阻燃性能優(yōu)于僅添加相同質(zhì)量分數(shù)OMMT的復合材料，OMMT與NiO表現(xiàn)出一定的協(xié)同阻燃作用，將聚合物基體換為EVA和PBt，發(fā)現(xiàn)了類似的成炭促進及阻燃作用。元素分析結果表明，HIPS中單獨添加NiO和OMMT，燃燒殘余物中碳元素成份很少，而OMMT與NiO的復配則大幅度提高了碳元素的含量，且隨OMMT和NiO用量的增加而增加，SEM和TEM觀