聚酰胺6/黏土纳米复合材料阻燃性能的研究进展

对聚酰胺6/黏土纳米复合材料的阻燃性能研究进展进行了综述.阐述了聚酰胺6/黏土纳米复合材料的阻燃机理,结合相关的实验结果分析了各种因素对聚酰胺6/黏土纳米复合材料阻燃性能的影响;结合聚酰胺6/黏土纳米复合材料的研究现状,展望了未来的研究趋势.     

PVC/黏土纳米复合材料研究进展

文章简要概述了黏土的有机改性机理,聚氯乙烯/黏土纳米复合材料的特性及其制备方法、结构与表征方面的研究进展。对熔融插层共混法、溶液插层共混法、原位聚合法和插层聚合法进行了介绍和比较,对聚氯乙烯/黏土纳米复合材料的重点研究领域和发展趋势提出了具有前瞻性的预测。     

高密度聚乙烯/黏土纳米复合材料的研究进展

主要论述了高密度聚乙烯(PE-HD)/黏土纳米复合材料的制备因素对结构形态的影响及其性能的研究进展。当前的研究表明,黏土有机化处理和使用相容剂能改善材料的插层和剥离结构;PE-HD基体对结构的影响比较复杂,一方面,随着聚合物相对分子质量的增加,聚合物分子链的尺寸增加,分子链长的聚合物更难进入到黏土夹层间,不利于黏土的剥离;另一方面,黏度随相对分子质量的增加而增加,黏度的增加在熔融加工过程中可提高熔体的剪切力,有利于聚合物进入堆叠的纳米黏土层间,使得片层分离而达到剥离结构;黏土加入量过高不利于得到剥离结构;在加工工艺上,母料法比直接混合法得到的插层效果好,选择合适的设备、对螺杆进行优化设计以提高剪切效果,有利于得到插层和剥离结构的PE-HD/黏土纳米复合材料。PE-HD/黏土纳米复合材料的性能研究表明,由于黏土没达到完全剥离和均匀分散,纳米复合材料的脆性增加,韧性降低,且随黏土含量的增加脆性增加,这与PE-HD和黏土界面相间的相互作用密切相关;黏土粒子分散程度越高,其与熔体接触面积越大,PE-HD分子链运动受阻,材料弹性提高;纳米复合材料中黏土层作为二维异向成核剂,可以提高材料的结晶速率,使结晶温度升高,黏土含量过大会降低结晶度;黏土分散不均会造成复合材料的气体渗透性降低;一方面,片层的阻透效应可提高材料热稳定性,另一方面,有机改性黏土的催化作用又会使PE降解而降低其热稳定性,当黏土含量适中时,黏土片层均匀分散,阻透性能起主要作用,但随着黏土含量的增加,催化作用迅速加强并成为主要因素,使复合材料热稳定性降低;此外,燃烧过程中形成焦烧物可提高PE-HD/黏土纳米复合材料的阻燃性。     

黏土/SBR纳米复合材料的加工性能

采用橡胶加工分析仪(RPA)和孟山都毛细管流变仪研究了黏土／SBR纳米复合材料的Payne效应和流变性能。并同炭黑(N330)与微米级黏土橡胶复合材料进行了对比。结果表明，黏土／SBR纳米复合材料的流变规律与传统填充体系的流变规律类似，其弹性模量均随着填料用量的增加而增大，填料之间形成拟网络结构，在加工过程中，具有Payne效应；纳米分散的黏土具有更大的宽厚比和各向异性，对橡胶分子链限制作用更强。网构化程度更高，在相同的应变和频率下，与炭黑和黏土直接混炼填充SBR体系相比，黏土／SBR纳米复合材料的弹性模量更高；纳米化程度越高，网构化程度也越高；在相同的毛细管剪切速率下，黏土／SBR纳米复合胶料的黏度略高于炭黑体系；在黏土／SBR纳米复合胶料中，加入界面剂改善界面强度和改进工艺增加增强单元数目，胶料弹性模量提高；黏土／SBR纳米复合胶料具有出口膨胀小．吃粉快。挺性好的良好加工性能。     

PET/AlOOH纳米复合材料的阻燃性能研究

用原位聚合的方法制备出PET/AlOOH纳米复合材料.用锥形量热仪测定其燃烧性能,用扫描电镜对炭层的形貌进行测试.结果表明,制备出的纳米复合材料的热释放速率和生烟量都明显低于普通聚酯,纳米复合材料燃烧物表面形成的残留物结构致密,可以降低材料的燃烧性能.     

蒙脱土/SBR纳米复合材料阻燃性能的研究

采用熔融插层法制备蒙脱土／SBR纳米复合材料，并研究其阻燃性能。结果表明，SBR大分子不能有效插入钠基蒙脱土（Na—MMT）片层间，而能有效插入有机蒙脱土（OMMT）片层间，形成插层型纳米复合材料；将OMMT与高抗冲聚苯乙烯（HIPS）制成阻燃母粒能进一步提高SBR的插层效果。OMMT可以明显改善复合材料的阻燃和抑烟性能，随着OMMT用量的增大，复合材料的热释放速率、峰值热释放速率、平均热释放速率、总热释放和总生烟量先明显降低然后趋于稳定；HIPS-OMMT阻燃母粒可以明显改善复合材料阻燃性能，但对抑烟性能的改善效果不如OMMT。     

PP/纳米SiO2复合材料的阻燃性能研究

将磷系阻燃剂1,3,5-三（5,5-二甲基-1,3-二氧杂环己内磷酸基）苯（FR）、聚磷酸铵（APP）、纳米SiO2复配,制备聚丙烯(PP)纳米复合阻燃材料。采用氧指数测定仪、水平垂直燃烧测定仪、热重分析仪、锥形量热仪对PP纳米复合阻燃材料的阻燃性能进行了研究。结果表明,FR/APP/SiO2提高了PP的氧指数、水平燃烧等级、热稳定性和残炭率,降低了热释放速率。当阻燃剂FR/APP/SiO2的总体含量为25 %,FR/APP/SiO2配比为15/7/3的情况下,PP纳米复合阻燃材料的氧指数为29.4 %,水平燃烧等级为FH-1。     

三元乙丙橡胶/黏土纳米复合材料

利用熔融插层和双羟基甲基十二烷基氯化铵插层剂改性黏土的方法，制备了三元乙丙橡胶／黏土纳米复合材料。X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)的测试结果表明，形成的纳米复合材料为剥离型。探索了制作该纳米复合材料的最佳工艺方法。研究了这种材料的力学性能及老化性能，分析了该有机黏土增强橡胶的机理。结果表明，在对黏土进行有机改性时，插层剂中的双羟基与黏土中的氧原子形成了氢键，而使黏土层间的相互作用减弱，层间距增大，使三元乙丙橡胶(EPDM)分子链插入黏土层间而导致黏土剥离是该纳米材料形成的主要原因。有机黏土用量为15份时，试样的拉伸强度高迭24．9MPa，扯断伸长率为666％；前者比纯EPDM提高了3～4倍，后者上升了140％。试样的撕裂强度也有明显的改善，而邵尔A型硬度却随有机黏土用量的增加没有明显的变化。同时，试样的耐热老化性能也有了明显的改善．     

阻燃环氧树脂/有机蒙脱土纳米复合材料制备及阻燃性能

研究制备了环氧树脂(EP)/有机蒙脱土(OMMT)、N,N-二(2-羟乙基)氨甲基膦酸二乙酯(BHAPE)阻燃剂阻燃的EP和EP/OMMT等复合材料。XRD证明分散在复合材料中的OMMT为剥离型的,且BHAPE的加入不影响材料中OMMT剥离后的层间距。研究证明,单独使用BHAPE很难使EP通过UL 94 V-0阻燃级,仅添加OMMT的EP固化物,其氧指数和UL94阻燃性能几乎与纯EP固化物的一样。但是同时添加BHAPE和OMMT的EP固化物,当BHAPE和OMMT的添加量分别为25%和5%时,不仅BHAPE/EP/OMMT复合物的CONE阻燃参数都明显降低,而且能通过UL94V-0级。可能是BHAPE和OMMT在凝聚相同时发挥作用,即BHAPE和OMMT协同阻燃作用提高了复合材料的综合阻燃性能。     

阻燃聚酯/纳米SiO_2复合材料的制备及阻燃性能

采用直接酯化法,使用反应型含磷单体合成阻燃聚酯,在酯化产物中加入改性纳米SiO2制备阻燃聚酯/纳米SiO2复合材料,使用热重(TG)分析、扫描电子显微镜(SEM)、极限氧指数(LOI)测试、X射线能谱(EDS)分析等对复合材料进行分析和研究。LOI测试结果显示,随着磷含量的增加,LOI逐渐上升;当纳米SiO2质量分数大于1.8%时,LOI降低。TG分析结果表明,磷元素的加入促进质量保持率的提高,硅元素的加入提高炭层性能和提高质量保持率。SEM显示,燃烧后的复合材料形成多孔且致密的炭层,抑制热量的传输和扩散。EDS元素分析显示,燃烧后磷、硅元素均匀分布在炭层中,增强炭层性能,从而提高材料的阻燃性能。     

聚合物／碳纳米管纳米复合材料的制备、热稳定性及阻燃性

综述了聚合物/碳纳米管(CNT)纳米复合材料3年多来(2003—2006)的研究进展,包括其制备方法、热稳定性及阻燃性,重点是其阻燃性(释热速率、质量损失速率、引燃时间、极限氧指数及UL94阻燃性等)。还详细论述了含多层碳纳米管(MWCNT)聚合物热裂及燃烧时的成炭情况和炭层结构及其作为复合材料阻燃剂与层状硅酸盐的异同。     

聚合物/蒙脱土纳米复合材料研究及其应用进展

主要介绍了聚合物／蒙脱土纳米复合材料的制备方法、国内的研究和应用进展以及国外的应用领域。     

聚合物/LDH纳米复合材料的制备及其阻燃性的研究进展

水滑石（LDH）是一类典型的阴离子型层状材料，具有优异的阻燃性和热稳定性，且低烟、低毒、环境友好。将其与聚合物复合制备复合材料，可以显著提升聚合物的耐火能力，因而受到研究者的广泛关注。本文介绍了LDH的结构特点及其有机改性方法，包括离子交换法、煅烧还原法、一步法和溶剂剥离法。总结了常用于制备聚合物/LDH复合材料的方法，并简述了它们各自的优缺点。重点综述了影响聚合物/LDH复合材料阻燃性的因素，主要包括LDH板层二价和三价阳离子、多金属阳离子的引入和改性剂等方面的影响；简述了其他阻燃材料配合LDH协同阻燃的进展。最后，笔者分析了阻燃型聚合物/LDH复合材料的研究现状，就该材料在产业化推广、进一步提升高效阻燃性能、明确阻燃机理等方面，提出了自己的观点。     

有机聚合物／无机化合物纳米复合阻燃材料研究进展

综述了有机聚合物／无机化合物纳米复合阻燃材料的研究和应用现状。阐述的纳米复合阻燃材料包括有机聚合物／层状硅酸盐纳米复合材料、有机聚合物／碳纳米管纳米复合材料、有机聚合物／二氧化硅纳米复合材料、有机聚合物／石墨纳米复合材料等。与传统无机阻燃剂填充阻燃材料相比,这类新型纳米复合阻燃材料的填料与基体的亲合性、基体的物理力学性能和阻燃性能等均得到改善。     

聚合物/粘土纳米复合材料的热稳定性能和阻燃性能

综述了国内外近年来对蒙脱土的有机改性、聚合物/粘土纳米复合材料的制备以及材料的热性能和阻燃性能等方面应用研究的现状。     

熔融插层法制备聚合物/黏土纳米复合材料研究进展

对国内外熔融插层法制备聚合物／黏土纳米复合材料(PCN)的研究进展进行了介绍。介绍了影响PCN结构形态的几种因素;对熔融插层法制备PCN的热力学、动力学的研究进行了总结;介绍了熔融插层的机理和几种理论模型。并对聚合物／黏土纳米复合材料的开发及应用前景作出了展望。     

聚氨酯/改性蒙脱土纳米复合材料的热稳定性及阻燃性

综述了近年聚氨酯/改性蒙脱土纳米复合材料的热稳定性及阻燃性的研究进展,包括材料的制备方法、热稳定性(热分解温度及热失重)、阻燃性(氧指数、释热速率、火灾性能指数与质量损失速率)及的蒙脱土改性材料与常规阻燃剂(磷酸酯(盐))的阻燃协效作用。     

聚合物/无机物纳米复合材料的阻燃性研究

本文详细介绍近年来问世的无机纳米填料,包括碳纳米管(CNT)、层状氧化石墨(LGO)、纳米蒙脱土(MMT)、多面低聚硅倍半氧烷(POSS)等复合材料的研究进展及阻燃性能特点.分析了当前阻燃聚合物/无机物纳米复合材料基础研究和应用中存在的问题,展望阻燃聚合物/无机物纳米复合材料研究的发展趋势,并讨论了若干阻燃聚合物纳米复合材料的前沿问题.     

聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料阻燃性能的全面评价

从热释放速率、质量损失速率、引燃时间、火灾性能指数、氧指数和UL94阻燃级别等方面,对聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料(PLN)的阻燃性能进行了全面评价,探讨了PLN的阻燃机理,指出了未来PLN的研究方向。     

熔融插层制备聚合物／层状粘土纳米复合材料研究进展

从流变性能、加工操作过程对熔融插层制备聚合物纳米复合材料的影响、分散机理的研究进展等方面对熔融插层制备聚合物 /层状粘土进行了综述 ,并对今后的研究提出了展望。