尼龙6有机蒙脱土阻燃复合材料的结构与性能

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1、四川大学硕士学位论文尼龙6／有机蒙脱土阻燃复合材料的结构与性能摘要材料加工工程专业研究生：马思远指导教师：杨呜波教授PA6是一种应用十分广泛的工程塑料，其阻燃性能在许多场合下都是需要衡量的重要指标。PA6的阻燃技术中，无卤阻燃已成为目前研究的热点。近年来，人们逐渐认识到蒙脱土对聚合物的阻燃作用，但也发现通过单独添加蒙脱土并不能获得具有高极限氧指数和能达到V-0级的复合材料。因此，为了利用蒙脱土对聚合物的阻燃作用，就必须对蒙脱土进行复配研究，找到能够与蒙脱土发挥阻燃协同效应的阻燃剂，达到较好的阻燃效果，从而获得具有工业应用价值的阻燃材料。本论文首先研究了PA6／

2、有机蒙脱土一(OMMT-1)／常规阻燃剂复合材料的结构、力学性能和阻燃性能，得到了常规阻燃剂与OMMT复配的规律，发现蒙脱土与氢氧化镁(MH)具有阻燃协同效应，所得复合材料的力学性能较好；蒙脱土与三聚氰胺磷酸盐表现出对抗效应；蒙脱土与氨基硅油(ASO)具有阻燃协同效应，其极限氧指数(LOI)较高，且复合材料的拉伸强度和弯曲强度大幅提高。本论文进一步研究了PA6／OMMT／ASO阻燃复合材料的结构、力学性能和阻燃性能。通过对阻燃复合材料燃烧后炭质残留物的傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和X射线光电子能谱(XPS)分析发现氨基硅油在燃烧过程中生成Si02，起到阻隔

3、作用。通过氧指数试验和垂直燃烧试验发现复合材料具有较高的LOI，但不能在垂直燃烧试验中分级。因此有必要在阻燃复合材料中加入一种主阻燃剂从而得到较好的阻燃效果。通过对阻燃复合材料燃烧后残炭的扫描电镜(SEM)分析，发现残炭中具有两种不同的炭层结构。通过力学性能测试发现阻燃复合材料的拉伸强度和弯曲强度提高很大，缺口冲击强四川大学硕士学位论文度有所下降。在上述研究的基础上，本论文讨论了PA6／0MM孔～so／MH阻燃复合材料的结构、力学性能和阻燃性能。通过透射电镜(TEM)发现MH用量为50份时会产生团聚，对阻燃复合材料的性能造成很大影响；在MH大量添加下，蒙脱土仍

4、然以插层型和剥离型共存结构分散在PA6中，但是分散性下降。由于OMMT、ASO、MH三者的阻燃协同效应，阻燃复合材料的LOI非常高。在氧指数试验中，阻燃复合材料会形成盖状炭层，包覆在燃烧表面，起到阻燃作用。然而在垂直燃烧试验中，三者的阻燃协同效应发挥的不好，起主要作用的还是MH；仍然是MH的用量决定了阻燃复合材料的垂直燃烧等级。关键词：尼龙6(PA6)；蒙脱土(MMT)；有机蒙脱土(OMMT)；氨基硅油(ASo)；氢氧化镁(MH)；阻燃剂：熔融插层；协同效应；结构；力学性能；阻燃性能Ⅱ四川大学硕士学位论文Structureandpropertiesofflam

5、eretardantPA6／OMMTcompositesMaior*-MaterialsProcessingEngineeringPostgraduate：SiyuanMaSupervisor：Prof．MingboYangAbstraetPolyamide6(PA6)isanimportantengineeringplastics，whichiswidelyusedinmanyfields,anditsfireretardantpropertyisveryimportantinmanysituations．Thestudiesofhalogen-freefl

6、ame-retardedPA6arethemaintopicofthisfieldnow．Theflameretardanteffectofmontmorillonite(MMa3hasbeenrealizedinrecentyears,butthecompositescontainingMMTaloneCallnotexhibitlfiighlimitingoxygenindex(LOI)andreachV-0degreeinUL·94test．TomakegooduseofMMTanddeveloppracticalflame-retardantPA6，i

7、tisnecessarytoelueidatethecombinationeffectofMMTandotherflameretardantsandfmdtheappropriateflameretardantwhichshowsgoodflamerctardenteffectincombinationwithMMT．Inthisthesis，theStlalcture,mechanicalpropertiesandflameretardantpropertiesofPA6／OMMT-1／Conventionalflameretardantscomposite

8、swerestudied．Theres