插层改性水滑石对尼龙6阻燃及力学性能的影响

以尼龙6(PA6)为基体,分别用镁铝-碳酸根水滑石(CO3-LDHs)和磷酸二氢根插层改性后的镁铝水滑石(H2PO4-LDHs)作为阻燃剂,制备了PA6/CO3-LDHs和PA6/H2PO4-LDHs无卤阻燃复合材料。通过红外光谱(FTIR)、X射线衍射(XRD)对CO3-LDHs及H2PO4--LDHs进行了结构表征,结果表明:H2PO4-成功插层进入到层间取代了CO23-。通过静态力学测试、极限氧指数(LOI)和垂直燃烧等级(UL-94)的测试,研究了水滑石对材料力学性能以及阻燃性能的影响。结果表明:H2PO4-LDHs更有利于加强PA6阻燃性能和热稳定性,并能在一定程度上提高材料的力学性能。提出了LDH的存在对PA6复合材料燃烧过程的影响机理:水滑石的层状结构能够保护分子链;层间水和结构水的释放能够稀释可燃气体并且降低材料温度;磷酸二氢根属于无机磷化物,受热分解时能够促进聚合物脱水成炭。     

改性水滑石对聚丙烯阻燃和力学性能的影响

以硝酸镁和硝酸铝为原料,采用共沉淀法制备了Mg/Al-CO_3-LDHs前体,然后通过阴离子交换法制备了衣康酸插层、钛酸酯偶联剂NDZ-201附着的复合改性水滑石(ITA-LDHs)。通过熔融共混法制备了阻燃性能和力学性能较好的ITA-LDHs改性的聚丙烯(PP)复合材料。通过FTIR、XRD、TGA和SEM对ITA-LDHs进行了表征。结果表明:衣康酸已经插入到水滑石层间,钛酸酯偶联剂已经附着在水滑石表面。对复合材料的极限氧指数(LOI)、垂直燃烧实验(UL-94)、热重曲线、热释放速率(HRR)、总热释放速率(THR)和质量损失率进行了测定,结果表明:随着水滑石添加量的增多,无论是未改性还是改性的水滑石都能对PP起到阻燃效果,且改性后的水滑石(LDHs)的LOI值、抗熔滴时间、热稳定性、成炭率均显著提高。当水滑石的添加量为30%(以聚丙烯的质量为基准,下同)时,ITA-LDHs改性PP的LOI达到27.5%,明显优于添加未改性LDHs PP的25.5%;UL-94等级达到V0级,优于未改性LDHs的V1级;通过测试材料的弯曲强度和拉伸强度可知,与未改性的水滑石相比,改性后的水滑石力学性能明显改善。     

插层改性锰镁铝水滑石对EVA阻燃及力学性能的影响

乙烯-醋酸乙烯共聚物（EVA）易燃烧,且燃烧产物含有一氧化碳。采用微波晶化法分别用碳酸根、硬脂酸、硼酸根、十二烷基硫酸根及其混合阴离子合成插层组装的锰镁铝水滑石,FT-IR和XRD结果显示插层组装的样品进行了成功制备。将改性的水滑石分别按5%和20%比例与EVA混合制备成复合材料,并对其进行阻燃性能和力学性能的测定。测试结果表明：插层组装的锰镁铝水滑石有助于提高EVA的阻燃性能,且插层阴离子对EVA的断裂拉伸率及拉伸强度均有不同程度的影响。     

插层改性水滑石及其对聚丙烯力学和阻燃性的影响

通过离子交换法制备了十二烷基磺酸钠、酒石酸氢钠、衣康酸改性的水滑石和十二烷基磺酸钠/衣康酸、十二烷基磺酸钠/酒石酸氢钠协同改性的水滑石（LDHs），通过熔融插层法制备得到了LDHs/PP复合材料。采用红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、热重分析（TGA）对水滑石的结构和性能进行了分析表征，研究了LDHs/PP复合材料的力学性能和阻燃性。结果表明：上述几种单一和复合有机酸及盐改性剂都能不同程度地扩大水滑石的层间距；采用酸/盐协同改性的水滑石不仅有机基团含量较高，而且层间距大，显著提高PP的弯曲强度和阻燃性，表明酸和盐复合改性水滑石有显著协同作用及改性水滑石与PP基体相容性好。     

粉煤灰的改性及其对聚丙烯阻燃及力学性能的影响

以粉煤灰为原料,采用碱熔融-水热法合成性能稳定的4A分子筛,通过X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对产物的结构和形貌进行了表征。并将其作为协效阻燃剂与膨胀型阻燃剂(IFR)复配,考察对聚丙烯(PP)复合材料阻燃和力学性性能的影响。结果表明,质量分数为25%的IFR可以使PP的氧指数达到27.6%;质量分数23%的IFR/2%的4A分子筛复配使用时,LOI达到32.9%,UL-94达到V-0等级,并且4A分子筛的加入对材料的力学性能没有明显影响。     

Cu-Mg-Al类水滑石的插层改性及摩擦性能

用水热法制备了Cu-Mg-Al类水滑石,并以十二烷基磺酸钠（sodium dodecyl sulfate,SDSO）为插层剂对所制备的类水滑石样品进行了插层改性。利用X射线衍射法、红外光谱分析法、扫描电子显微镜和热重-差热分析法对样品的成分、结构、形貌及热稳定性进行了表征,结果表明：制备出的类水滑石为Cu-Mg-Al-CO3类水滑石和Cu-Mg-Al-SDSO类水滑石。将制备出的类水滑石作为添加剂加入到基础油中,用MM-10W多功能型四球摩擦磨损试验机测试了其摩擦学性能,结果表明：含有类水滑石粉体的润滑油与基础油相比,摩擦因数低了32%。     

水滑石部分替代三氧化二锑阻燃聚丙烯

用水滑石(LDHs)替代传统的三氧化二锑(Sb2O3)与十溴二苯乙烷(DBDPE)复配对聚丙烯(PP)进行阻燃性研究,研究LDHs改性前后在PP中的分散性、LDHs替代Sb2O3后对材料阻燃性能、抑烟性能和力学性能的影响.结果表明:用硅烷偶联剂改性后的LDHs在PP中具有较好的纳米级分散,改性LDHs替代三氧化二锑对P...     

改性镁铝水滑石对PVC力学性能的影响

以钛酸酯偶联剂为改性剂对镁铝水滑石进行表面改性,研究了改性时间、钛酸酯偶联剂用量等因素对吸油值的影响,钛酸酯偶联剂改性镁铝水滑石的最佳条件为:钛酸酯偶联剂用量(质量分数)为5%,改性时间为50 min。通过改性前后XRD结构参数与标准参数的对比进行改性评价,并对改性前后的镁铝水滑石添加至PVC中进行了力学性能测试。实验结果表明:镁铝水滑石能改善PVC的力学性能,改性后镁铝水滑石/PVC复合材料的力学性能比未改性的镁铝水滑石/PVC有较大改善。     

硫脲插层高岭土对PP阻燃和力学性能的影响

采用三步插层取代法制备了硫脲插层高岭土插层复合物(TU-Kaol),通过熔融共混法将TU-Kaol添加到聚丙烯(PP)中,通过锥形量热和万能试验机测试PP/TU-Kaol复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明,当TU-Kaol含量为1.5 %（质量分数,下同）时,PP/TU-Kaol 复合材料的最大热释放速率从纯PP的1 474 kW/m2下降至1 100 kW/m2;拉伸强度从纯PP的35.3 MPa提高至39.8 MPa,表明TU?Kaol对PP的阻燃和力学性能具有显著效果。     

铜镁铝类水滑石插层改性及摩擦性能研究

采用液相共沉淀法制备了铜镁铝类水滑石,选用十二烷酸（月桂酸）作为改性剂以离子交换法对类水滑石进行插层改性。借助红外光谱仪对改性前后类水滑石进行成分、结构、形貌分析与表征。实验结果表明,制得的类水滑石为Cu-Mg-Al-CO3、改性类水滑石为Cu-Mg-Al-月桂酸。将改性前后类水滑石以3%（质量分数）的比例添加到摩擦材料的基础配方中制成摩擦片,利用XD-MSM定速式摩擦试验机测试添加改性前后类水滑石制得摩擦材料的摩擦系数随温度的变化规律,用静水力学密度仪测试摩擦片的密度。结果表明,将未改性类水滑石加入摩擦材料中可以降低摩擦材料的摩擦系数,而加入改性类水滑石,因粒径膨胀,使得摩擦材料的摩擦系数有所增大;改性的类水滑石可以降低摩擦片的密度。     

十一烯酸根插层水滑石对聚氯乙烯热稳定性的影响

采用共沉淀法制备了十一烯酸根插层水滑石（LDH—U）并用于聚氯乙烯（PVC）改性,研究了LDH—U对原位悬浮聚合和熔融复合法制备的聚氯乙烯（PVC）／水滑石复合材料热稳定性的影响。刚果红变色、热失重和动态加工热稳定性测试表明,PVC与LDH—U直接熔融复合,热稳定性较未改性PVC差;而采用原位聚合得到的PVC／LDH—U复合材料的热稳定性优于未改性PVC,且稳定时间随着LDH—U含量的增加而不断提高。导致以上差异的原因是原位聚合可使插层十一烯酸与氯乙烯发生共聚。     

活性炭改性氢氧化镁制备及对聚丙烯的阻燃影响

以硫酸镁、氨水、活性炭为原料制备活性炭改性氢氧化镁阻燃剂,通过吸油值确定了最佳的配比、活化度,进一步研究了氢氧化镁的改性程度.用X-射线衍射(XRD)对改性后氢氧化镁结构进行表征,并将其应用到聚丙烯(PP)聚合物中,探究其对PP阻燃性能的影响,发现当加入25份活性炭基氢氧化镁阻燃剂,PP的阻燃性能效果显著.     

类水滑石及其复配阻燃剂阻燃聚丙烯应用研究

以聚丙烯(PP)复合阻燃材料样条的极限氧指数(LOI)为主要考察指标,考察了类水滑石(LDHs)及其与焦磷酸哌嗪(PAPP)、次磷酸铝(AHP)等在不同质量比下复配添加对PP复合材料阻燃性能的影响。实验结果表明:当复配阻燃剂的添加量为40%,LDHs∶PPAP∶AHP质量比为3∶1∶1时,PP复合材料的LOI值由17.6%提高到28.6%,UL-94测试达到V-0级。添加了LDHs、PPAP、AHP的PP复合阻燃材料样条的弯曲和拉伸强度较单独添加LDHs时有所提高,力学性能得到明显改善。通过SEM分析和TG、DTG分析,初步认为不同质量比LDHs/PPAP/AHP的阻燃作用可简要概括为"协效成炭阻燃作用机制"。LDHs/PPAP/AHP的协效添加,明显提高PP复合材料的残炭率,样条燃烧后生成较厚的膨胀残炭层,提高了PP复合材料的阻燃性能。     

不同层板离子及插层类水滑石对PVC热稳定性的影响

分别合成了不同层板离子、不同价态无机酸根及有机酸根插层、不同直链链长插层类水滑石,采用热老化烘箱法、刚果红法、转矩流变仪探究了对聚氯乙烯(PVC)热稳定性能的影响。结果表明,类水滑石层板中引入稀土元素及增加离子的数目可提高PVC的热稳定性;不同价态无机酸根及有机酸根插层类水滑石中,二价酸根插层的类水滑石均表现出最佳的热稳定性能;类水滑石插层中随着有机酸碳链的不断增长,热稳定性出现了先增强后降低的趋势。     

PtAu插层类水滑石对甲醇的电催化氧化

为提高直接甲醇燃料电池阳极催化剂抗CO中毒性能,降低成本,实现其大规模商业化,通过浸渍法和电化学还原法制备了一种新型PtAu纳米双金属催化剂,利用循环伏安扫描,交流阻抗测及计时电流测试研究不同摩尔比的PtAu插层水滑石材料对甲醇氧化的电催化性能。采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、BET比表面积对催化剂的晶体结构,形貌等进行表征。结果表明,4种不同摩尔比的PtxAuy/MgAl-LDH催化剂均具有良好的层状结构特征,且BET比表面积均比商业型镁铝水滑石大。其中,Pt1Au0.5/MgAl-LDH催化剂对甲醇的电催化氧化具有最高的电流密度和最小的电荷转移阻力,且表现出了良好的抗CO中毒性能及稳定性。     

PE/改性水滑石阻燃复合材料的制备及性能研究

采用低相对分子质量聚丁烯(LMPB)对具有阻燃性能的水滑石进行表面包覆改性制备改性水滑石,通过熔融共混法分别制备聚乙烯(PE)/水滑石阻燃复合材料和PE/改性水滑石阻燃复合材料,探讨水滑石及改性水滑石含量对阻燃复合材料的加工性能、力学性能、阻燃性能及微观形貌的影响。结果表明:由于LMPB的增容和增塑作用,改性水滑石在PE基体中的分散良好,且与PE基体的界面黏结作用增强,PE/改性水滑石阻燃复合材料的各项性能均优于PE/水滑石阻燃复合材料。     

水滑石类插层材料的制备技术及应用

水滑石类插层材料(LDHs)具有特殊的层状结构,其组成、离子种类和数量、晶粒尺寸等参量都可以进行调控,使其具有特殊的性能,成为当前研究的热点.主要介绍了LDHs的基本结构、诸多性质、制备技术及应用领域,有助于更全面地认识LDHs以及对其研究的重要性.     

聚丙烯/改性水滑石复合材料的等温结晶动力学

采用直接离子交换反应制备直接改性水滑石(DLDH)和超声离子交换反应制备超声改性水滑石(CLDH)。运用差示扫描量热(DSC)仪、偏光显微镜(PLM)分析纯聚丙烯(PP)、PP/未改性水滑石(LDH),PP/DLDH,PP/CLDH复合材料的等温结晶行为和结晶形态,并计算其等温结晶动力学。结晶动力学结果表明:相较于纯PP,三种改性PP复合材料的半结晶时间及最大结晶时间缩短,半结晶速率提高,说明LDH,DLDH及CLDH对PP具有异相成核作用。其中在120℃等温结晶时,添加CLDH的改性PP复合材料的结晶速率常数由纯PP的3.344 2min~(-1)提高至36.904 4min~(-1),半结晶时间由纯PP的0.53min缩短至0.20min,最大结晶时间由纯PP的0.50min降低至0.18min,而半结晶速率由纯PP的1.89min~(-1)增加至5.09min~(-1)。对改性PP复合材料晶体形貌的PLM观察说明,DLDH和CLDH均能细化PP球晶尺寸,增加晶粒数量,其中CLDH对PP结晶性能的提升最为显著。     

水滑石在阻燃聚丙烯腈纤维改性中的应用研究

在经十二烷基硫酸钠柱撑的水滑石层间进行丙烯腈的原位聚合反应，用红外光谱和X-射线衍射对聚合物样品进行了结构分析与表征，并对聚丙烯腈／柱撑水滑石共混物样品的燃烧性能进行了研究。结果表明：丙烯腈单体在水滑石片层之间发生原位聚合反应，生成聚丙烯腈大分子，并使水滑石片层间距有一定程度的增大；共混物的极限氧指数从18．1％提高到了25．5％，同时共混物的热重曲线向高温方向发生了偏移，阻燃性能得到一定程度改善。     

水滑石对MCA阻燃PA6性能的影响

研究了水滑石对三聚氰胺氰尿酸盐(MCA)阻燃聚酰胺(PA6)的力学性能、热稳定性和阻燃性能的影响,讨论了水滑石在MCA阻燃PA6热分解历程和燃烧过程所发挥的作用。结果表明,随着水滑石用量从0%增加到15%,MCA阻燃PA6复合材料的拉伸强度从73 MPa下降到65 MPa,降幅约11%,冲击强度从40 J/m下降到34 J/m,降幅为15%。随着水滑石用量增加,MCA阻燃PA6的复合材料的热稳定性能下降,但材料的防火性能得到提高,另外,随着水滑石用量从0%增加到15%,M CA阻燃PA6的极限氧指数从32%升高到36%。