無鹵阻燃交聯(lián)聚乙烯的制備及其性能研究.pdf

1、交聯(lián)聚乙烯(XLPE)材料因為其耐熱性比聚氯乙烯(PVC)、聚乙烯(PE)高,常被用作絕緣電線電纜護套,它可以在90℃下長期使用,并且具有很好的電氣性能及耐環(huán)境應力開裂性。因此,國內(nèi)外聚乙烯、聚氯乙烯電纜大部分已被交聯(lián)聚乙烯電纜取代,但是交聯(lián)聚乙烯本身氧指數(shù)低,在應用過程中極易發(fā)生火災事故。
　　當前為了提高人類生存環(huán)境的安全水平,減少火災給人們造成的損失,在選擇高分子材料時,阻燃性能已成為考量高分子材料性能的重要指標之一。先進的

2、阻燃性能和防火技術不僅綠色環(huán)保,而且使人民的生命財產(chǎn)得到了有效保護。
　　當前市售的大多數(shù)阻燃劑都為含鹵的阻燃劑,由于其用量少,價格適中,阻燃效果好很受市場的歡迎,可是鹵系阻燃劑在使用過程中會產(chǎn)生大量濃煙及腐蝕性的氣體,對自然環(huán)境和消防人員會造成危害。因此,制備一種成本低、無鹵、環(huán)保的阻燃交聯(lián)聚乙烯成為了一種發(fā)展方向。
　　本論文由以下四部分組成:
　　第一部分:文獻綜述
　　本部分重點對低密度聚乙烯的應用及改性

3、現(xiàn)狀、添加型阻燃劑的分類及機理、交聯(lián)劑的種類、坡縷石黏土的應用現(xiàn)狀分別進行了介紹,并提出了本課題的選題意義。
　　第二部分:坡縷石黏土基交聯(lián)劑的制備及表征
　　通過制備了坡縷石黏土基交聯(lián)劑OPGS并做了紅外、X-射線粉末衍射、掃描電鏡、表面性能表征分析,發(fā)現(xiàn):
　　1.溶劑的配比和硅烷交聯(lián)劑用量對坡縷石黏土交聯(lián)劑的接枝量有不同程度的影響,結果表明當乙醇/水的混合溶劑的用量100 ml,配比為9:1,添加乙烯基三甲氧基硅

4、烷偶聯(lián)劑的用量為15 ml時,其OPGS的接枝量最高,可以達到0.2747 mmol/g。
　　2.與純坡縷石黏土相比較,OPGS的晶型結構并沒有發(fā)生改變,說明坡縷石上發(fā)生的接枝反應發(fā)生在坡縷石棒狀結構的表面。
　　3.通過選用不同的溶劑對OPGS做了分散實驗發(fā)現(xiàn),OPGS在水中的分散性明顯下降,親油性提高。
　　第三部分:新型交聯(lián)低密度聚乙烯復合材料的制備
　　通過將OPGS與乙烯基三甲氧基硅烷YDH-171復

5、配交聯(lián)低密度聚乙烯在力學性能等方面做了分析,我們得出以下結論:
　　1.坡縷石黏土交聯(lián)劑的添加大大降低了低密度聚乙烯材料本身內(nèi)部孔洞,使材料內(nèi)部更加致密,這是因為黏土交聯(lián)劑增加了材料的相容性。
　　2.通過對OPGS/XLPE、YDH-171/XLPE、OPGS/YDH-171/XLPE三種復合材料的熱重分析,發(fā)現(xiàn)OPGS/YDH-171/XLPE的分解溫度、成炭量最大。
　　3.通過將OPGS交聯(lián)低密度聚乙烯與YDH

6、-171交聯(lián)低密度聚乙烯的性能作對比,發(fā)現(xiàn)添加相同量的交聯(lián)劑時,單一添加OPGS所制備的交聯(lián)聚乙烯其力學性能較YDH-171差,可是如果進行兩種交聯(lián)劑的復配交聯(lián),發(fā)現(xiàn)復合材料力學性能、凝膠含量相比于單一添加相同量的OPGS或YDH-171效果好,而且由于OPGS的成本較低,添加OPGS可以使制備交聯(lián)低密度聚乙烯復合材料的成本大大降低。
　　第四部分:生物質活性炭污泥/甲基磷酸二甲酯阻燃XLPE復合材料的制備及性能表征
　　制

7、備MLS/DMMP阻燃交聯(lián)聚乙烯復合材料,并表征了材料的氧指數(shù)、力學性能,熱力學性能,得出結論如下:
　　1.分別以單組份及復配添加的方式,制備阻燃交聯(lián)聚乙烯,發(fā)現(xiàn)復配添加MLS和DMMP這兩種阻燃劑比添加單組分阻燃劑的氧指數(shù)要高,說明MLS和DMMP這兩種阻燃劑之間存在著協(xié)同阻燃效應,當MLS和DMMP總添加量為45 g時,配比為2:1時,其氧指數(shù)最高,達到了30.2％。
　　2.對復合材料熱力學性能表征,發(fā)現(xiàn)當阻燃劑添加