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《北京理工大学》 2016年
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纳米稀土氧化物/碳纳米管协效膨胀阻燃聚丙烯

刘虹辰  
【摘要】:本文以聚磷酸铵(APP)、双季戊四醇(DPER)组成的膨胀阻燃体系(IFR)作为阻燃剂,以聚丙烯(PP)为基体树脂,加入碳纳米管(CNT)和稀土氧化物(REO)作阻燃协效剂,熔融共混制备了PP/IFR/CNT/REO复合材料。其中,REO选取了三种具有典型外层电子结构的稀土氧化物:氧化镧(La2O3)、氧化铈(CeO2)、氧化钕(Nd2O3)。主要研究成果如下:(1)添加少量的REO或CNT即可提高阻燃PP体系的阻燃性能;REO和CNT复配使用效果更好;且当REO与CNT在复配体系中分别添加1wt%时,复配体系的氧指数最高能达到32.1%;垂直燃烧级别达到V-0;且此时体系具有最高的重量阻燃效率(EFF)和协同效率(SE)值。(2)热重分析(TGA)结果表明,REO和CNT的加入能提高材料的起始分解温度,促进材料成炭和稳定残炭的作用,从而提高材料的残炭量。(3)采用REO和CNT为协效剂,降低了PP阻燃体系的热释放速率峰值(PHRR)、总热释放(THR)、质量损失速率(MLR)和有效燃烧热(EHC)。(4)残炭形貌观察结果表明,添加少量的REO和CNT能促使体系形成更致密的连续网状保护炭层,并可以对下层体相聚合物起到隔热保护作用,从而提高材料的阻燃性能。(5)最后以Nd2O3为例,探究Nd2O3与CNT的协效作用机理。热重分析结果表明少量Nd2O3可催化IFR的酯化交联反应,提高了凝聚相的阻燃性,也说明Nd2O3与CNT具有优良的协效阻燃作用。
【学位授予单位】:北京理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TQ325.14;TB383.1

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