无卤阻燃三元乙丙橡胶的研究

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1、摘要无卤阻燃三元乙丙橡胶的研究摘要本论文采用加入甲基丙烯酸镁（MDMA）的方法来制备具有优良力学性能的高填充氢氧化镁（Mg(OH)2）的三元乙丙橡胶（EPDM）和采用以硅橡胶（MVQ）、甲基丙烯酸镁（MDMA）为阻燃体系制备的无卤阻燃三元乙丙橡胶（EPDM）。在此基础上，研究了这两种共混物的制备、结构与性能。在高填充Mg(OH)2的EPDM中加入MDMA来提高其力学性能的方法中，三种不同的加入方法（直接加入MDMA的方法、原位生成MDMA的方法、预生成MDMA的方法）均能改善高填充Mg(OH)2的EPDM硫化

2、胶的力学性能，尤其是直接加入MDMA的方法和原位生成MDMA的方法能较大幅度提高高填充Mg(OH)2的EPDM硫化胶的力学性能。在原位生成MDMA的方法中，EPDM用量为100份，Mg(OH)2用量为200份，MAA用量为5份，DCP用量为1份的情况下，可以得到力学性能和阻燃性能良好的无卤阻燃材料。另外，并用EVA可以进一步改善Mg(OH)2高填充EPDM硫化胶的拉伸强度，但扯断伸长率随EVA含量增加而减小。并用EVA可以提高Mg(OH)2高填充EPDM硫化胶的氧指数，但对垂直燃烧等级没有影响。同时研究表明，

3、化学沉淀法Mg(OH)2与物理粉碎法Mg(OH)2高填充EPDM硫化胶均具有较好的力学性能。各种不同MDMA加入方法得到的高填充Mg(OH)2的EPDM的SEM表I摘要明各种混炼工艺的MDMA加入方式均能改善EPDM和Mg(OH)2之间的相互作用。原位生成MDMA的混炼工艺下，SEM研究表明EPDM与Mg(OH)2之间的结合随着MAA用量的增加而变强。加入MAA后，kraus曲线中表征界面结合强度的m值由负值转化为正值，表明加入MAA后EPDM与Mg(OH)2之间的结合变强，证实了SEM的结果。FTIR研究表

4、明在低温混炼阶段加入MAA后，MAA与Mg(OH)2反应生成MDMA，高温硫化阶段MDMA聚合并接枝到EPDM主链上。TGA研究表明，随着MAA用量的不断增加，Mg(OH)2和EPDM的分解温度均不断减小。800℃下的剩余物含量(%)与体系中计算MgO含量(%)基本相同，表明除MgO外没有其他物质成炭。在以硅橡胶和MDMA为阻燃基础无卤阻燃EPDM的研究中，加入各种丙烯酸盐均可以明显提高硅橡胶阻燃EPDM的氧指数，其中以MDMA提高的程度最大，并且MDMA用量为10份其氧指数最大。CaCO3的加入使硅橡胶阻燃

5、EPDM的氧指数下降。硅橡胶含量增加可以提高硅橡胶阻燃EPDM的氧指数，但是大量加入硅橡胶会恶化材料的加工性能和力学性能。随着MDMA的用量增加，硅橡胶阻燃EPDM的拉伸强度变化不大。在硅橡胶阻燃EPDM中加入SiO2可以较好的改善其力学性能，但是氧指数随SiO2的增加而减小。关键词：三元乙丙橡胶，甲基丙烯酸镁，氢氧化镁，硅橡胶，力学性能，无卤阻燃IIABSTRACTSTUDYONHALOGENFREEFLAMERETARDANTEPDMABSTRACTThepreparation,structureandp

6、ropertiesofhalogenfreeflameretardantethylenepropylenedienemonomer(EPDM)highlyfilledwithmagnesiumhydroxide(Mg(OH)2)withtheadditionofmagnesiumdimethacrylate(MDMA)andhalogenfreeflameretardantEPDMbasedonsiliconerubberandMDMAwerestudiedinthispaper.TheadditionofM

7、DMAwasusedtoimprovethemechanicalpropertiesofhalogenfreeflameretardantEPDMhighlyfilledwithMg(OH)2.ThreedifferentkindsofMDMAadditionmethodswasused:MDMAaddeddirectly,MDMApreparedinsitu,MDMApreparedoutside.ThesethreedifferentkindsofMDMAadditionmethodsallcanimpr

8、ovethemechanicalpropertiesofhalogenfreeflameretardantEPDMhighlyfilledwithMg(OH)2.MDMAaddeddirectlyandMDMApreparedinsituhavebettermechanicalpropertiesthanMDMApreparedoutside.MDMApreparedinsituadditionme