HIPS-OMMT-鎳化合物復(fù)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(fù)合材料的基礎(chǔ)上利用OMMT/鎳化合物體系的催化碳化作用進(jìn)一步改善復(fù)合材料材料阻燃性能，并結(jié)合元素分析、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)對復(fù)合材料燃燒殘余物進(jìn)行分析，最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析，探討了其阻燃機(jī)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(fù)合材料的燃燒性能，錐形量熱儀結(jié)果表明，四種鎳化合物單獨(dú)添加到HIPS中都能起到一定的阻燃作用，數(shù)碼相機(jī)和SEM對復(fù)合材料燃燒殘余物觀測結(jié)果表明，HIPS/NiSO4、HIPS/NiO復(fù)合材料燃燒過程中形成了相對致密的炭層。進(jìn)一步比較了NiSO4和NiO對HIPS/OMMT復(fù)合材料阻燃性能的影響，錐形量熱儀測試結(jié)果表明，NiO與OMMT的復(fù)配進(jìn)一步提高了復(fù)合材料的阻燃性能，而數(shù)碼相機(jī)和SEM對復(fù)合材料燃燒殘余物觀測結(jié)

3、果表明，與NiSO4相比，NiO能與OMMT發(fā)生較強(qiáng)的相互作用，形成的炭層更加致密。 重點(diǎn)研究了HIPS/OMMT/NiO復(fù)合材料的阻燃性能，詳細(xì)考察了NiO對HIPS/OMMT復(fù)合材料阻燃性能的影響，X—ray衍射和TEM結(jié)果表明，HIPS分子鏈與蒙脫土片層形成了插層和剝離的復(fù)合結(jié)構(gòu)，NiO在復(fù)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(fù)合材料的插層和剝離結(jié)構(gòu)。錐形量熱儀結(jié)果表明，OM

4、MT/NiO復(fù)配體系進(jìn)一步降低了HIPS復(fù)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?jǐn)?shù)，阻燃性能優(yōu)于僅添加相同質(zhì)量分?jǐn)?shù)OMMT的復(fù)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(jìn)及阻燃作用。元素分析結(jié)果表明，HIPS中單獨(dú)添加NiO和OMMT，燃燒殘余物中碳元素成份很少，而OMMT與NiO的復(fù)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