蒙脱土/EPDM纳米复合材料燃烧性能的研究

采用熔融插层法制备了蒙脱土/EPDM纳米复合材料,并研究了燃烧性能。结果表明,EPDM大分子不能与未有机化的钠基蒙脱土(Na+-MMT)插层复合,但能有效插入有机蒙脱土(OMMT)片层之间,形成OMMT/EPDM插层纳米复合材料。Na+-MMT对改善蒙脱土/EPDM纳米复合材料的阻燃和抑烟效果不明显;OMMT/EPDM纳米复合材料的热释放速率、总生烟量及烟密度等参数均明显降低;随OMMT用量的增大,阻燃性和抑烟性变得越来越好,最后趋于稳定。     

SEBS／蒙脱土复合材料结构与阻燃性能的研究

根据蒙脱土（MMT）特殊的片层结构,采用熔融插层法制备热塑性弹性体SEBS／蒙脱土插层复合材料。通过X射线衍射仪、透射电镜等表征手段研究复合材料的微观结构。使用锥形量热仪评价复合材料的燃烧性能。结果表明,有机蒙脱土（OMMT）片层的间距为1．948nm,SEBS／5％OMMT体系的片层间距为4．307nm,说明聚合物SEBS插入有机蒙脱土片层之间。SEBS／OMMT复合材料具有较低的热释放速率和质量损失速率,且随着OMMT添加量的增加,其热释放速率峰值降低愈明显。通过对复合材料的阻燃性能和微观结构的分析,探讨了其阻燃机理。     

纳米有机蒙脱土改性SEBS/PP共混物的研究

通过熔融插层的方法将纳米有机蒙脱土（OMMT）与氢化苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SEBS）／聚丙烯（PP）共混制备得到SEBS／PP／OMMT复合材料。X射线衍射实验证明,复合材料SEBS／PP／OMMT5％、SEBS／PP／OMMT10％片层间距分别为4．17nm,3．91nm,说明聚合物插层进入OMMT片层之间,制备得到SEBS／PP／OMMT插层复合材料。采用锥形量热仪测试材料的阻燃性能,燃烧测试结果表明,SEBS／PP／OMMT复合材料具有比较低的热释放速率和质量损失速率,并且随着OMMT添加量增加,复合材料的热释放速率、峰值热释放速率和总热释放先显著降低最后趋于一个稳定值。综合力学测试结果表明,当有机蒙脱土质量分数为5％～10％时,该复合材料的综合性能最好。     

四溴双酚-A阻燃体系在HIPS／OMMT复合材料中的阻燃性研究

采用熔融插层法分别制备高抗冲苯乙烯／有机蒙脱土（HIPS／OMMT）复合材料和四溴双酚-A／三氧化二锑（TBBPA—Sb2O3）体系阻燃的HIPS／OMMT复合材料,透射电镜研究表明,有机蒙脱土均匀地分散于HIPS基体当中,形成了插层复合结构,锥形量热仪和氧指数仪研究表明：与纯的HIPS相比,HIPS／OMMT复合材料的阻燃性和抑烟性有所提高,但阻燃性的提高幅度较有限：与仅添加OMMT时的HIPS／OMMT复合材料相比,添加相同量OMMT时TBBPA—Sb2O3体系阻燃的HIPS／OMMT复合材料的热释放速率（HRR）和热释放速率峰值（PHRR）均有所降低,氧指数有所增加,且随TBBPA—Sb2O3阻燃剂添加量的增加阻燃性能的提高越明显,但TBBPA—Sb2O3的加入会导致聚合物燃烧过程生烟速率和生烟量的显著增加．因此此类阻燃剂的加入量不宜过高。     

HIPS/OMMT复合材料阻燃性能的研究

采用挤出工艺、熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯／有机蒙脱土（HIPS／OMMT）复合材料。通过X射线衍射仪和扫描电镜研究蒙脱土和复合材料的微观结构，发现OMMT的层间距由改性前的1.52nm增大到2．25nm，复合材料中的OMMT片层被剥离开来，与HIPS基体形成了剥离型的复合材料。用基于耗氧原理的锥形量热仪测试并分析HIPS／OM—MT复合材料的阻燃性能。结果表明，与纯的HIPS相比，HIPS／OMMT复合材料的热释放速率及其峰值、质量损失速率均明显降低，且随OMMT添加量的增加，复合材料的热释放速率峰值降低愈明显；通过对复合材料的阻燃性能和微观结构的分析，探讨了其阻燃机理。     

SBR/OMMT纳米复合材料的制备及性能研究

以聚苯乙烯(PS)低聚物为相容剂，用熔体插层法制备SBR／有机蒙脱土(OMMT)纳米复合材料，并对其结构及性能进行研究。结果表明，PS大分子能够插入OMMT层间形成复合物；采用熔体插层法使PS／OMMT纳米复合物在SBR基体中实现纳米级分散，可间接实现OMMT在SBR基体中的纳米级分散；当填充5份OMMT时，SBR／OMMT纳米复合材料具有较好的物理性能。     

PA6/蒙脱土复合材料结构与性能的研究

采用熔融插层法制备了尼龙6(PA6)／蒙脱土插层复合材料,通过X射线衍射仪、透射电镜等表征手段研究了该复合材料的微观结构,采用锥形量热仪、拉伸测试仪等测试了材料的阻燃性能、力学性能以及热变形温度。结果表明,有机蒙脱土片层的间距扩大了,PA6插入了有机蒙脱土片层之间。PA6／蒙脱土插层复合材料具有较低的热释放速率和质量损失,并且当有机蒙脱土质量分数为5％～7％时,该复合材料的综合性能最好。     

HIPS/OMMT复合材料炭渣结构对阻燃性能的影响

采用熔融插层法制备了高抗冲聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)和高抗冲聚苯乙烯/蒙脱土(HIPS/MMT)复合材料,并通过锥形量热仪评价了复合材料的阻燃性能;采用数码相机、扫描电镜(SEM)观察了燃烧残余物结构,对残余物结构进行了热重(TGA)分析。结果表明:OMMT的加入显著提高了复合材料以热释放速率表征的阻燃性能,而HIPS/MMT复合材料的阻燃性能提高不明显;HIPS/OMMT纳米复合材料燃烧热释放速率峰值时形成了皮窝复合炭渣结构,皮层组分主要为硅酸盐及部分难分解的碳质物质,热稳定性较高,窝层起膨胀炭层的作用,二者共同起阻燃作用。     

乳液插层法制备丁苯橡胶/蒙脱土纳米复合材料的结构与性能

选用一种能够在水中分散良好的有机改性蒙脱土（OMMT），采用乳液插层法制备了SBR／OMMT纳米复合材料，X射线衍射和透射电镜观察显示制得了半剥离型与插层型共存的纳米复合材料。研究了复合材料的力学性能和耐溶剂性能。测试结果表明，随着蒙脱土用量的增加，复合材料的定伸应力、拉伸强度和撕裂强度均大幅度提高。复合材料具有优异的耐溶剂性能。     

OMMT/NBR纳米复合材料结构与性能的研究

采用熔体插层法制备有机蒙脱土（OMMT）／NBR纳米复合材料，并对其微观结构及性能进行研究。结果表明，采用熔体法制备的OMMT／NBR复合材料，NBR大分子链插入OMMT片层中，OMMT在NBR基体中呈纳米级分散;与未加OMMT的NBR硫化胶相比，OMMT／NBR纳米复合材料的物理性能明显改善，相同剪切变形下的OMMT／NBR纳米复合材料的储能剪切模量较大；随着OMMT用量的增大，OMMT／NBR纳米复合材料的物理性能提高。     

高岭土/NR插层纳米复合材料的结构和阻燃性能研究

采用两步插层法制备高岭土／NR插层纳米复合材料，并对其结构和阻燃性能进行研究。结果表明，在二甲基亚砜以及带有环氧基团的改性剂的分别作用下，NR大分子链实现了对高岭土的插层，高岭土片层以纳米尺寸均匀分散在NR中；与NR和填充型高岭土／NR复合材料相比，高岭土／NR插层纳米复合材料的热释放速率和质量损失均减小，阻燃性能得到改善。     

氢氧化铝/有机改性蒙脱土复合改性沥青性能研究

采用氢氧化铝(ATH)和两种有机改性蒙脱土(OMMT-C、OMMT-F)对沥青进行阻燃抑烟改性,旨在提高隧道沥青路面的阻燃抑烟性能。通过测试三大指标来评价ATH/OMMT复合改性沥青的常规性能,测试极限氧指数(LOI)与烟密度(SDR)来评价其阻燃抑烟性能,利用动态剪切流变(DSR)试验研究其流变性能。基于综合指数法优选出ATH/OMMT复合改性沥青的最佳复掺配比,通过热重(TG)试验分析了ATH/OMMT复合改性沥青的热解燃烧特性并建立了阻燃性能预测模型。研究结果表明,ATH/OMMT复合阻燃剂提高了沥青的稠度与软化点,降低了沥青的低温性能。当ATH掺量为10%(质量分数),OMMT-C掺量为3%(质量分数)时,复合改性沥青的综合性能最优,其极限氧指数大于23%,符合路用阻燃沥青的标准,同时烟密度相对基质沥青降低了33.9%,初始分解温度较基质沥青提高了3~6 ℃,分解残余量提高率最高可达61.3%。ATH/OMMT-C复合阻燃剂通过阻隔热交换通道提高了沥青的阻燃抑烟性能,通过增加沥青的弹性成分提高了沥青的复数模量与车辙因子,以及高温抗变形能力。     

Enhancement of organoclay on thermal and flame retardant properties of polystyrene/magnesium hydroxide composite

Organoclay (organically modified montmorillonite, OMMT) was introduced to the composite of polystyrene/magnesium hydroxide (PS/MH) by melt compounding. The structure of the obtained PS/MH/OMMT composite was characterized by X‐ray diffraction and transmission electron microscopy. Thermal degradation behavior and flame retardancy of the composite were investigated by various means. It is shown that the PS/MH/OMMT composite has an intercalated nanostructure with the PS chains intercalated between the OMMT layers and the MH particles dispersed evenly in the PS matrix. Compared with the PS/MH composite containing identical amount of flame retardant, the introduction of OMMT has increased the thermal degradation temperature and lowered the mass loss rate at high temperatures. The PS/MH/OMMT nanocomposite can produce a more continuous and compact charred residue layer upon degradation both in air and burnt in flame than the PS/MH composite. Because of formation of this highly thermally stable and insulating charred residue layer, the nanocomposite exhibits much improved thermal endurance, flame retardancy, smoke suppression, and dripping resistance. Moreover, the combination of MH and OMMT makes the composite more difficult to ignite and decreases the release of toxic gas. The advantage of the PS/MH/OMMT nanocomposite is more pronounced in the early stage of combustion. POLYM. COMPOS., 37:746–755, 2016. © 2014 Society of Plastics Engineers     

聚丙烯的协效阻燃研究

采用熔融共混法制备出了聚丙烯（PP）/纳米氢氧化铝（nano-ATH）/有机改性蒙脱土（OMMT）纳米复合材料,研究了OMMT的加入量对PP/nano-ATH复合材料力学性能和阻燃性能的影响。结果表明,OMMT的加入,可以改善PP/nano-ATH复合材料的拉伸性能、弯曲性能和阻燃性能,但会严重损害PP/nano-ATH复合材料的冲击强度。     

TAP/OMMT复配阻燃体系在NR中的应用

研究磷酸三芳基酯(TAP)/有机改性纳米蒙脱土(OMMT)复配阻燃体系在NR中的应用效果.试验结果表明:复配阻燃体系有效提高了NR的热稳定性和阻燃性能,相应复合材料的物理性能和耐磨性能较优;阻燃机理分析表明,TAP和OMMT的磷-硅协同效应增强了NR体系的阻燃效果.     

OMMT对LGFPP/IFR阻燃性能、燃烧性能及力学性能的影响

采用熔融共混技术制备了长玻璃纤维增强聚丙烯/膨胀阻燃剂/有机蒙脱土(LGFPP/IFR/OMMT)复合材料。利用极限氧指数(LOI)、锥形量热仪(CONE)以及万能力学试验机,表征了LGFPP/IFR/OMMT复合材料的阻燃性能、燃烧性能以及力学性能。氧指数测试结果表明,OMMT使LGFPP/IFR体系的氧指数提高。当添加2%OMMT时,LGFPP/IFR/OMMT复合材料的氧指数提高至24.2%。锥形量热仪测试结果表明,LGFPP/IFR体系的热释放速率峰值(PHRR)、烟雾生产率(THR)及引燃时间(TTI)均由于添加OMMT而大幅度降低。力学性能测试结果表明,LGFPP/IFR体系的拉伸强度、弯曲强度以及缺口冲击强度因OMMT的添加,分别提高了8.15%、9.04%和24%,使LGFPP/IFR体系中由于IFR引起LGFPP力学性能降低的弊端得到了明显改善。     

动态熔融插层HIPS/蒙脱土复合材料阻燃性能的研究

采用动态熔融法分别制备高冲击强度聚苯乙烯/有机蒙脱土(HIPS/OMMT)复合材料和高冲击强度聚苯乙烯/钠基蒙脱土(HIPS/Na+-MMT)复合材料,利用锥形量热仪测试复合材料的阻燃性能,结果表明:HIPS/OMMT复合材料的热释放速率(HRR)、生烟速率(SPR)、质量损失速率(MLR)等燃烧性能参数均明显降低,表现出较好的阻燃性和抑烟性;Na+-MMT阻燃HIPS与OMMT阻燃HIPS复合材料比较,HIPS/OMMT复合材料的阻燃性明显优于HIPS/Na+-MMT。通过研究复合材料的阻燃性能,结合燃烧残余物的微观结构和宏观形貌分析,探讨了复合材料的阻燃机理。     

水滑石对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF性能的影响

研究了聚溴化苯乙烯(PBS)对玻纤增强尼龙6(PA6/GF)阻燃和力学性能的影响,并采用锥形量热仪研究了改性水滑石(HT)对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF抑烟作用和燃烧时热释放速率的影响。结果表明,随PBS用量增加,PA6/GF的氧指数增加,阻燃性提高,当PBS质量分数为20%时,PA6/GF的垂直燃烧达到FV-0级;HT燃烧后形成多孔、大比表面积的镁铝复合氧化物,能够有效吸附材料燃烧过程中产生的炭微粒,对PBS/Sb2O3阻燃PA6/GF具有显著的抑烟作用。当HT质量分数为5%时,烟释放速率降低27.6%,且对阻燃PA6/GF的力学性能影响不大。另外,HT使PA6/GF的氧指数和相比漏电起痕指数(CTI)提高。