經(jīng)過(guò)表面改性的MH和ATH在PP基體中分散均勻顆粒大都以原級(jí)顆粒形式分散于材料中。另一個(gè)行之有效的方法是,在體系中添加蒙脫土(MMT)等阻燃協(xié)效劑,以降低金屬水合物的添加量。MMT是一種納米級(jí)層狀硅酸鹽,添加到聚合物中,能降低燃燒時(shí)的熱釋放速率增加炭層連貫性。聚合物材料中直接添加無(wú)機(jī)MMT時(shí),由于其與聚合物基體相容性較差,制備的復(fù)合材料性能往往難以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求因此需對(duì)其進(jìn)行改性。
在高分子材料中,填料是用量大的添加劑,幾乎所有的高分子材料,如塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、橡膠和涂料中都使用大量填料。填料的種類很多,金屬粉末可用作導(dǎo)電填料,木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料,但使用的多的還是礦物性填料。
填料的加入不僅可以降低成本,而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料,其中數(shù)量大的就是碳酸鈣,這幾乎是聚氯乙烯電纜料中的成分之一。隨著人們安全意識(shí)的提高,對(duì)電纜阻燃要求也就越來(lái)越高,但碳酸鈣不阻燃,所以人們也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。
有機(jī)蒙脫土也是一種成炭效果很好的材料,它與各類阻燃劑都有很好的協(xié)同作用,加入蒙脫土對(duì)于阻燃材料的提高成炭性、減少發(fā)煙量等具有很好的效果,目前在阻燃材料中有大量的應(yīng)用。
聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料是當(dāng)今眾多無(wú)機(jī)納米粒子改性復(fù)合材料中有潛力的一類納米復(fù)合材料。由于蒙脫石具有特的層狀一維納米結(jié)構(gòu)特性,形態(tài)特性,層間具有可設(shè)計(jì)的反應(yīng)性,超大的比表面積(750m2/g)和高達(dá)200以上的徑/厚比。
這種納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性不同于其他二維、三維無(wú)機(jī)納米粒子,從而賦予聚合物/蒙脫石復(fù)合材料以一些的機(jī)械性能,熱性能,功能性能和其他的物理性能。已有的實(shí)踐結(jié)果表明聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料,機(jī)械性能明顯提高,例如拉伸強(qiáng)度,彎曲強(qiáng)度提高20-50%,模量提高1-2倍;摩擦系數(shù),耐磨性提高1倍。熱變形溫度,結(jié)晶聚合物(如PA)提高80-90℃,非結(jié)晶聚合物提高10-30℃;熱膨脹系數(shù)減少約40%,材料的吸濕速度降低50%,尺寸穩(wěn)定性提高提高2-5倍;水蒸氣、O2、CO2紫外光透過(guò)率降低到1/2至1/5;熱釋放速度明顯延緩,阻燃性顯著提高,熔融流動(dòng)性增加,成型收縮率降低,加工性能改善;復(fù)合材料的比重與單一聚合物相近,比常規(guī)無(wú)機(jī)填料改性的聚合物比重降低20-30%。材料的透光性也有不同程度的提高。因此聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料成為新一代高阻隔性包裝材料,高強(qiáng)度輕量化工程材料,高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞彈性體材料。