可膨脹石墨填充聚丙烯復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)與性能.pdf

1、聚丙烯(PP)一直是有機(jī)高分子合成材料最重要的產(chǎn)品，但PP的氧指數(shù)低，容易燃燒，且燃燒速率快，發(fā)熱量高，并伴有熔滴現(xiàn)象，容易引起火災(zāi)，限制了其在實(shí)際中的廣泛應(yīng)用。盡管對(duì)填充型阻燃劑改性PP已經(jīng)有不少研究，并取得了很大進(jìn)展。但是絕大部分阻燃劑的加入都會(huì)破壞PP的力學(xué)性能。本研究工作針對(duì)以上問(wèn)題，采用新型阻燃劑可膨脹石墨，考察了其對(duì)PP阻燃性能，力學(xué)性能和熔融結(jié)晶等方面的影響，將主要結(jié)論歸結(jié)為以下幾點(diǎn)： 可膨脹石墨是一種經(jīng)硫酸和硝酸

2、插層后的石墨，和普通石墨有類(lèi)似的晶體結(jié)構(gòu)。每一層中，EG靠碳原子的共價(jià)鍵作用。層與層之間靠范德華力作用。膨脹后的EG粒子有許多空隙，該空隙是由于石墨碳層間被高溫膨脹爆破所致。經(jīng)過(guò)高混機(jī)混合后，由于機(jī)械力的作用，石墨粒子的平均粒徑和平均面積都有明顯減小，層數(shù)也變?yōu)榈煤苄。踔羻螌印?壓制成型的EG/PP復(fù)合材料阻燃性能優(yōu)于注射成型。分析其機(jī)理，由于燃燒后的膨脹石墨粒子作為燃燒樣品的物理阻隔層，隔絕氧氣和燃燒的樣品基體，從而達(dá)到阻燃

3、的目的。壓制成型試樣在加工過(guò)程中所受剪切作用較小，石墨的層狀結(jié)構(gòu)保留較完整，所以有足夠的膨脹倍率，能較多的覆蓋樣品的表面，從而達(dá)到阻燃的目的；而對(duì)于注射成型試樣而言，由于加工過(guò)程中所受剪切作用較大，石墨的層狀結(jié)構(gòu)保留很不完整，所以膨脹倍率較小，燃燒后產(chǎn)生的膨脹石墨粒子較小，不足以覆蓋樣品表面，最終導(dǎo)致PP的阻燃性能較差。 EG/PP復(fù)合材料的沖擊性能隨著EG含量的增加先升高后降低。在5％時(shí)出現(xiàn)最大值。體系的拉伸強(qiáng)度也隨著EG含量

4、的增加而緩慢降低。體系的模量隨EG的含量增加呈上升趨勢(shì)。將EG/PP試樣退火后，體系的沖擊性能有較大提高，并且隨著EG含量的增加，同樣有一個(gè)先升高后降低的過(guò)程。 加入EG粒子以后，PP晶片厚度變化不大，但更均勻，結(jié)晶的均勻性略有提高。EG粒子還有成核劑的作用，使PP從均相成核過(guò)程轉(zhuǎn)變?yōu)楫愊喑珊诉^(guò)程，結(jié)晶時(shí)間大大縮短，形成的α球晶尺寸大大降低。退火后，PP和PP/EG體系的晶體結(jié)構(gòu)都有一定程度的完善，晶片厚度有一定的增加，熔點(diǎn)升高