聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化學(xué)腐蝕性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)良及等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于化工、建筑、家電、包裝、汽車等領(lǐng)域但由于純PP樹脂極限氧指數(shù)(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃燒時發(fā)熱量大,燃燒速度快,并易產(chǎn)生熔滴,從而限制了其應(yīng)用,因此對其阻燃化研究就顯得尤為重要。
當(dāng)復(fù)合聚烯烴材料用作絕緣料時,其介電性能是重要的參數(shù)之一,而其吸水性則會影響介電性能及長期使用穩(wěn)定性。當(dāng)聚合物的單體是親水性的極性單體,或帶有鞍酸鹽基團(tuán)時,吸水性會更強(qiáng)從而導(dǎo)致材料電阻率降低,絕緣性能變差,甚至絕緣層被擊穿導(dǎo)致漏電,并且存在終引燃電纜材料發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)電纜材料用聚合物可燃.有的在燃燒時會產(chǎn)生大量的有毒氣體和濃煙,對環(huán)境造成危害并威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。因此要控制絕緣材料的吸水量。
加入了O-MMT的材料吸水率雖然大于未添加O-MMT的材料,但是吸水率增加并不明顯,并且O-MMT添加量為35和7 phr的樣品吸水率并沒有明顯差別。這是由于雖然MMT的層間結(jié)構(gòu)松散,水分子或其他有機(jī)分子可以進(jìn)人層間,造成MMT具有吸濕性,但是因?yàn)镸MT片層表面存在釋基,這些輕基可以和POE-g-MAH、EVM等分子鏈上的親水基團(tuán)通過氫鍵作用形成物理交聯(lián),又降低了體系的總吸水率,而且MMT本身濕容量低,所以材料吸水率并沒有隨著MMT的增加而明顯增加。同時,體系中的MH、MMT都經(jīng)氨基硅烷包覆處理,大大降低了其本身的吸水性。
在氫氧化物作為主要阻燃填料的基礎(chǔ)上，可以增加其他阻燃劑提高阻燃性能，如加入紅磷、有機(jī)硅化合物可以大大提高氧指數(shù)。氫氧化物和蒙脫土、滑石類礦物復(fù)配，可以提高燃燒時的成炭性。
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。
成炭劑在聚合物阻燃中有重要的作用，常用的成炭劑，如季戊四醇等，與聚合物相容不好、加工溫度低、影響材料性能，且多元醇易水解，加入后增加了材料的吸水性，由于多元醇存在上述問題，限制了阻燃材料的應(yīng)用，因此開發(fā)新型成炭劑成為阻燃材料一個十分重要的領(lǐng)域。
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。
這種納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性不同于其他二維、三維無機(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。
蒙脫土主要成分蒙脫石，是由兩層Si—O四面體和一層Al-O八面體，組成的層狀硅酸鹽晶體，層內(nèi)含有陽離子主要是鈉離子，鎂離子，鈣離子，其次有鉀離子，鋰離子等。蒙脫土的納米有機(jī)改性目的是為了：將層內(nèi)親水層轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷畬?，從而使高聚物與蒙脫土有更好的界面相容性。
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