聚丙烯尼龙6蒙脱石纳米复合材料的制备及阻燃性能研究

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1、桂林工学院硕士学位论文摘要本文以河北保定天然钙基蒙脱土为原料，经过提纯、钠化，再利用十六烷基三甲基溴化胺进行有机化插层处理，制备了有机化蒙脱石(0删T)，然后再以聚丙烯(PP)为主料，尼龙6(PA6)为辅料，添加一定量的脱水剂(多聚磷酸铵，APP)和发泡剂(三聚氰胺，MA)，采用熔融插层法制备了PP／PA6／0MMT纳米复合材料，探索了OMMT的含量对PP／PA6／O涮T纳米复合材料综合性能的影响。通过对其结构、力学性能、阻燃性能的研究，得到以下的结论：1．天然钙基膨润土有机化研究结果表明，季铵盐长分子链成功进入了蒙脱石的层间，层

2、间距由I．362nm扩大到2．200hm，有机长分子链与蒙脱石片层间成31．85。的夹角排列，改变了蒙脱石层间距，降低了结晶有序度。2．制备了PP／PA6／OMMT纳米复合材料，纳米复合材料有机化蒙脱石层间距由2．200nm增大到2．800hm，聚合物高分子链进入了蒙脱石的层间，并以插层一剥离型结构形式存在。3．随着有机蒙脱石含量从2％增加到12％，PP／PA6／O姗T纳米复合材料的拉伸强度先升高后降低，当OMMT含量为4％时，其拉伸强度最大，从33．IMPa升高到38．OMPa，比纯PP材料提高了约15％；当OMMT含量在2～6

3、％时冲击强度明显提高，当OMMT含量为6％时，其冲击强度最大，从3。6KJ／m2提高到6．iKJ／m'，比纯PP材料提高了69．5％。4．纳米复合材料的热分解温度随着OMMT含量的增加逐渐升高，从323．7℃升高到350．4℃，温度升高最大达27"C；随着纳米复合材料中OMMT含量的逐渐增大，剩炭率也逐渐从I．84％升高到16．2％。5．纳米复合材料的氧指数(LoI)随着OMMT含量的增加逐渐增大，从18增大到22，当0删T的含量超过6％时，其氧指数增幅不大。6．当OMMT含量达到4％时，其纳米复合材料的水平垂直燃烧测试可达HB级

4、(UL一94)；锥形量热仪测试结果显示其热释放速率峰值(PmiR)随着OMMT含量的增加从1750，5KW盯2缩减到180．5KW·矿缩减了89．6％，质量损失速率的平均值也降低了50～60％，阻燃性能好。关键词：聚丙烯／尼龙6；有机化蒙脱石；纳米复合材料；阻燃性能桂林工学院硕士学位论文AbstractInthispaper,thenaturalcalciumtypebentonitefromBaodingcityofHeibeiprovincewaspurified、Na-activedandpreparedorganophil

5、icmontmorillonite(OMMT)bytheuseofhexade-cyltrimethylammoniumbromide．n圮polypropylene／nylon6／OMMT(PP／PA6／OMIT)nanoeompositesWaspreparedbymeltintercalationorganophilicmontmorillonitewithpolypropylene私mainrawmaterial，nyl∞6asadditive，ammoniumpolyphosphate(APP)asdehydrating

6、reagentandmelamine(M_A)船vesicant．Thestructurecharacteristics、mechanicalpropertiesandflameretardantpropertiesofnanocompositeswereinvestigated．Mainconclusionsofthisworkaredrawnasfollows：1．ThehexadecyltrimethylammoniumbromidehadintercalatedintothelayersofMMT．Thespacingof

7、layersofmontmorillonitehasincreaSedfrom1．362nmto2．200nm．Wimplentyoforganicmoleculesintercalatedintoitsgalleries，theOMMThadchangedthearrangementofmechanicsanddecreaSeditscrystallinity．OrganophilicOMMThadsynthesized,andithadrealizedthepreparationfromthenaturalofcalciumt

8、ypebentonitetoOMMT．2．ThePP／PA6／OMMTnanocompositeshadpreparedsuccessfully．ThespacingoflayersofOMMTinnanocompositeshadincrease