阻燃耐輻照三元乙丙橡膠復(fù)合材料的研究.pdf

1、近年來，隨著核電站在國內(nèi)建設(shè)的發(fā)展，核電站用電纜的需求量也在迅猛增長。核電用電纜由于其應(yīng)用在高輻射、高溫環(huán)境下，需要其具有耐輻射和阻燃等特殊要求。目前，核電纜大部分是通過絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)計保證其性能的，其制造復(fù)雜、過程控制難。而從電纜絕緣材料自身具有阻燃和耐輻照性能，將是核電纜發(fā)展的重要方向；基于此，本文以三元乙丙橡膠與功能材料復(fù)合，研究其阻燃和耐輻照性能，為制備高性能的阻燃耐輻照電纜料打下堅實的基礎(chǔ)。
　　本文采用水浴法和微波法對間苯

2、二胺環(huán)三磷腈的合成工藝進行了對比研究，最佳工藝是在微波輔助加熱條件下，微波功率800 W，反應(yīng)10 min，產(chǎn)率為58％，而水浴需要在60℃下，恒溫加熱6 h，產(chǎn)率為47%；微波工藝縮短了反應(yīng)時間，提高了產(chǎn)率。
　　本文對阻燃耐輻照三元乙丙橡膠復(fù)合材料進行了系統(tǒng)研究。首先，通過均勻設(shè)計的方法，研究了氫氧化鋁、氫氧化鎂、硼酸鋅、蒙脫土、聚磷酸銨和季戊四醇阻燃劑的配合對三元乙丙橡膠復(fù)合材料性能的影響；均勻設(shè)計數(shù)據(jù)回歸分析結(jié)果表明：在試

3、驗用量范圍內(nèi)，氫氧化鋁和氫氧化鎂（質(zhì)量比2:1）的用量對復(fù)合材料的斷裂伸長率影響最大；蒙脫土的用量對復(fù)合材料拉伸強度影響最大；聚磷酸銨和季戊四醇（質(zhì)量比2:1）的用量對復(fù)合材料的氧指數(shù)影響最大，硼酸鋅對平衡扭矩影響最大。當(dāng)氫氧化鋁和氫氧化鎂用量為100 phr，蒙脫土用量為5 phr，聚磷酸銨和季戊四醇用量為6 phr，硼酸鋅用量為6 phr時，阻燃三元乙丙橡膠復(fù)合材料氧指數(shù)為30.0、拉伸強度為5.49 MPa，斷裂伸長率為841.8

4、4%，平衡扭矩為22.1 N·m。
　　其次，研究聚丙烯（PP）和茂金屬聚乙烯（mPE）對復(fù)合材料機械性能的影響；結(jié)果表明，PP和mPE的加入可以提高復(fù)合材料拉伸強度，基體總量100 phr（EPDM60 wt%，EVA10 wt%，PP15 wt%，mPE15 wt%）時，復(fù)合材料機械性能最好。拉伸強度達(dá)到10.22 MPa，斷裂伸長率達(dá)到834.46%。
　　最后，采用均勻設(shè)計的方法，研究了合成的間苯二胺環(huán)三磷腈、耐輻照

5、助劑F1、耐輻照助劑F2的配合對復(fù)合材料耐輻照阻燃氧指數(shù)、拉伸強度、斷裂伸長率和電學(xué)性能的影響；回歸分析結(jié)果表明：耐輻照助劑F2用量的增加對提高復(fù)合材料拉伸強度的影響最顯著，對提高氧指數(shù)影響也最顯著，但是F2用量的增加對復(fù)合材料體積電阻率的增加有抑制作用；耐輻照助劑F1用量的增加對提高復(fù)合材料斷裂伸長率影響最顯著；輻照前間苯二胺環(huán)三磷腈對介電常數(shù)的影響不顯著，輻照之后對提高介電常數(shù)有顯著影響。這三種耐輻照助劑對材料擊穿場強影響不大。

6、r>　　最終確定了阻燃耐輻照復(fù)合材的最佳配方：樹脂基體100 phr（其中三元乙丙橡膠60 wt%，EVA10 wt%，PP wt%，mPE15 wt%），APP4 phr， PER2 phr，ATH66.7 phr，MH33.3 phr，ZnB6 phr，MMT5 phr，間苯二胺環(huán)三磷腈2 phr，耐輻照助劑F114 phr，耐輻照助劑F24 phr時復(fù)合材料氧指數(shù)32.3，拉伸強度11.52 MPa，斷裂伸長率496.87%，體積