基于超细改性水镁石粉的制备及在聚酯材料中的应用研究

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1、大连理工大学硕士学位论文超细改性水镁石粉的制备及在聚酯材料中的应用研究姓名：丰世凤申请学位级别：硕士专业：化学工艺指导教师：宁桂玲20080601人迕理L大学硕士研究生学位论文摘要水镁石作为阻燃填料，具有热稳定性好、无毒、抑烟、不挥发、价格低廉等优点，受到国内外的广泛关注。由于水镁石是～种极性很强的无机矿物，与高分子材料相容性差，难以形成良好的界面结合，限制了水镁石的应用。本文针对上述问题做了如下工作：(1)使用行星式高能球磨机，在球磨过程中加入助剂，制得超细改性水镁石粉。考察了球磨参数及助剂用量对粉体粒度及表面改性效果的影响。使用激光

2、粒度分析、扫描电镜(SEM)、X一射线衍射(XRD)、活化率测试、接触角测试、沉降时间测试对粉体的粒度、形貌和改性效果进行了表征。结果表明所得水镁石粉体‰由32．75um降到1．26um，且形貌均匀晶型保持完好，在助磨剂添加量为0．2％、表面活性剂添加量为2％时所得超细改性水镁石粉体与原粉相比，活化率提高到98．5％、接触角增大到131度、沉降时间延长到22．5h。(2)将超细改性水镁石粉添加到不饱和聚酯树脂中，加入固化助剂，在常温常压下制得水镁石／聚酯人造石。考察了树脂的种类及水镁石添加量对聚酯人造石性能的影响。使用氧指数仪(LOI)

3、和锥形量热仪(CONE)对聚酯树脂和水镁石／聚酯人造石进行了阻燃性能测试。LOI数据表明：随着水镁石添加量的增加，氧指数在提高，添加50份时达到31．3，比聚酯树脂提高了11％；CONE数据显示，添加50份水镁石粉制得的聚酯人造石与聚酯树脂相比：引燃时间由80s延长到153s，热释放速率降低4／5，生烟速率和总生烟量降低2／3。力学性能测试的弯曲强度由27．69MPa提高到40．75MPa，冲击强度从2．1KJ·cm吨提高到了3．3KJ·cm-2。(3)采用非等温DSC方法对水镁石／聚酯人造石及聚酯树脂进行固化动力学分析，考察水镁石对不

4、饱和聚酯树脂固化性能的影响，得到聚酯人造石和聚酯树脂的固化反应活化能分别为34．5KJ／mol和18．1KJ／mol。表明水镁石的添加对树脂的固化性能有抑制作用。关键词：水镁石；表面改性；阻燃；聚酯人造石超细改性水镁石粉的制备及在聚酯材料中的席川研究InvestigationonThePreparationofUltrafineSurface—modifiedBrucitePowdersandItsApplicationinPolyester—matrixMaterialAbstractBrucitehasdrawngreatatten

5、tionasflame．retardantfillerduetoitshighthermalstability，non—toxicity，smokeinhibition，non．volatilityandlowercost．However，itiSdifficulttOobtainSUfficientinterfacialbondingbetweenmatrixandbrucitepowdersbecauseofthepoorcompatibilitybetweenthem．nefollowingworkhasbeendonefortr

6、yingtOsolvetheaboveproblems．Firstly，theultrafinesurface-modifiedbrucitepowderswaspreparedbymechanicalmillingwiththeplanetaryhigh-energyballmill．Effectsoftheballmillingparametersandtheamountofadditivesonthepowdergranularityandthemodificationeffectwereinvestigated．LaserPar

7、ticleSizeAnalysis，ScanningElectronMicroscopy(SEM)，X—rayDiffraction(XRD)，ActivationIndex，ContactAngleMeasurementandSedimentationMeasurementwereusedtoexaminegranularity，morphologyandsurfacepropertiesofthemodifiedbmcitepowders．TheresultsindicatethattheD90ofthesurface．modifi

8、edsamplereducedfrom32．75“mto1．26pm．neultrafinepowdershaveauniformmorphologyandretaintheoriginalcrystals