Mg(OH)2-CMSs阻燃聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)復(fù)合材料的制備及其性能的研究.pdf

1、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(PET)具有高強(qiáng)度、尺寸穩(wěn)定、耐熱性和耐光性好等一些列優(yōu)異的性能，被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在纖維領(lǐng)域中，PET主要用于制造生活用品、服裝、裝飾品等;在非纖維領(lǐng)域中，PET工程塑料主要應(yīng)用于汽車(chē)、電子和儀器等。然而，PET的極限氧指數(shù)(LOI)較低，受熱易熔融分解，遠(yuǎn)遠(yuǎn)達(dá)不到阻燃的標(biāo)準(zhǔn)，使得其應(yīng)用受到極大限制，因此阻燃PET材料的研究成為當(dāng)前的熱點(diǎn)。
　　目前，阻燃PET材料的制備主要以加入添加型阻燃劑為主。隨著

2、環(huán)保法不斷地完善阻燃劑在保證具有阻燃性能的同時(shí)，正朝著無(wú)鹵、納米、抑煙以及減少有害氣體等趨勢(shì)發(fā)展。氫氧化鎂(Mg(OH)2)作為無(wú)機(jī)添加型阻燃劑，具有無(wú)毒、抑煙、無(wú)腐蝕性、阻燃、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有代表性的綠色阻燃劑。碳微球(CMSs)作為一種具有潛力的新型碳材料，它不但具有較好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、化學(xué)穩(wěn)定性等，而且其熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)良，因此CMSs可以作為一種阻燃劑添加到材料中，使材料具有阻燃性能。
　　本課題利用CMSs和Mg(

3、OH)2兩者的優(yōu)點(diǎn)，采用液相沉積法制備了Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑，討論了其制備工藝對(duì)Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑形貌和阻燃性能的影響，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)研究了較佳工藝條件下 Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑的形貌、微觀(guān)結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)和熱穩(wěn)定性，并初步探討了Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑的包覆機(jī)理。再將其與PET共混，制備Mg(OH)2/CMSs/PET復(fù)合材料，詳細(xì)地研究了Mg(OH)2/CMSs/PET復(fù)合材料的結(jié)構(gòu)和

4、性能。
　　通過(guò)以上研究，結(jié)果表明:
　　(1)通過(guò)液相沉積法制備Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑的最佳工藝條件為:Mg(OH)2和CMSs的質(zhì)量比1∶4、反應(yīng)溫度60℃、反應(yīng)時(shí)間18h、溶劑去離子水和無(wú)水乙醇比例為1∶1。
　　(2)對(duì)于Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑，Mg(OH)2在CMSs表面形成包覆層，且包覆效果較好、形貌均勻，包覆的厚度約為20nm。Mg(OH)2/CMSs復(fù)合阻燃劑的熱穩(wěn)定性?xún)?yōu)于碳微球

5、和氫氧化鎂，并且增多了材料分解的梯度，其不僅充分利用氫氧化鎂和碳微球的協(xié)同作用，還增大了吸收熱量的溫度區(qū)間。
　　(3) Mg(OH)2/CMSs/PET復(fù)合材料的阻燃性能優(yōu)于Mg(OH)2/PET和CMSs/PET復(fù)合材料，較純PET相比極限氧指數(shù)提高了39.0％，熔滴降低了65.0％，阻燃等級(jí)達(dá)到UL-94的V-0級(jí)。Mg(OH)2/CMS s/PET復(fù)合材料燃燒后形成膨脹泡沫狀的炭層結(jié)構(gòu)，在一定程度上起到了隔熱隔氧的作用，提