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《中国科学技术大学》 2006年
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阻燃和交联聚乙烯复合材料的制备与机理研究

鲁红典  
【摘要】:聚合物辐照交联技术、硅烷接枝水交联技术和聚合物/层状硅酸盐纳米复合技术是制备高性能、多功能新型材料的重要手段。本文在大量文献调研的基础上,针对聚合物辐射交联技术以及硅烷接枝水交联技术在聚合物/层状硅酸盐纳米复合材料这一领域中研究的不足,采用熔融插层法制备了聚乙烯/层状硅酸盐纳米复合材料,研究了~(60)Co γ-射线辐照对材料结构和性能的影响,并对引起材料纳米结构演变以及材料性能改变的因素进行了理论分析;采用不同的方法制备了硅烷接枝聚乙烯/层状硅酸盐纳米复合材料,研究了制备过程中的插层机理和材料的热氧化降解机理。同时,针对聚乙烯在阻燃性能和力学性能等方面存在的问题,从材料设计理念出发,研究了碱式硫酸镁晶须(MHSH)增强阻燃聚乙烯复合体系,以及高分子相容剂、无卤阻燃剂和层状硅酸盐对聚乙烯/MHSH复合材料的影响。运用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和傅立叶变换红外光谱(FTIR)等表征了材料的结构并通过热分析仪、锥形量热计、材料实验仪等对材料的热性能、燃烧性能和力学性能等进行评价。在大量实验数据的基础上,本文得到了以下主要结果: 一、~(60)Coγ-射线辐照聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的研究: 1.1 考察了γ-射线辐照对马来酸酐接枝聚乙烯/有机蒙脱土(MAPE/OMT)层离型纳米复合材料结构与燃烧性能的影响。TEM证明蒙脱土(MMT)片层在MAPE中的分布随着辐照剂量的增加而经过三个演变过程,即MMT片层以接近理想化的“面—面”相对的有序排列方式均匀地分散在MAPE基体中,到MMT片层堆积在一起形成的聚集体无规律的分散在MAPE基体中,再到MMT片层的聚集体以相对有序的排列分散在MAPE基体中。理论分析表明MMT片层间的空间作用力、聚合物—MMT片层界面间产生的新构象以及聚合物分子结构的改变等因素对该演变过程起着诱导作用。锥形量热计实验结果表明,辐照后纳米复合材料的热释放速率的峰值(PHRR)低于MAPE,因为MMT具有的稳定的晶体结构能接受高剂量的辐照而不破坏其片层结构,能有效阻止γ-射线在基体中的穿透和氧气在基体中的扩散,减少
【学位授予单位】:中国科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TQ325.12

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【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 丁严艳;新型聚合物/氢氧化合物纳米复合材料的制备、热稳定性及阻燃机理研究[D];中国科学技术大学;2008年
2 汪碧波;核—壳协同微胶囊化膨胀型阻燃剂的制备及其交联阻燃乙烯—醋酸乙烯酯共聚物性能的研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 袁锐锋;轿车油泵用交联聚乙烯线材失效的研究[D];复旦大学;2010年
2 向丽;线性低密度聚乙烯无卤阻燃体系及其协效作用的研究[D];华南理工大学;2010年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 贾巧英,马晓燕,梁国正,鹿海军;晶须及其在高分子材料中的应用[J];高分子通报;2002年06期
10 孟季茹,赵磊,梁国正,贾巧英;无机晶须在聚合物中的应用[J];化工新型材料;2001年12期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 伍学诚,解孝林;高耐磨超高分子量聚乙烯改性研究进展[J];工程塑料应用;2001年05期
2 蒲侠,周彦豪,张兴华,童速玲;某些形状记忆热收缩材料的研究进展[J];工程塑料应用;2004年08期
3 戴芳,柳洪超,孙安垣;2004年我国热塑性工程塑料进展[J];工程塑料应用;2005年04期
4 雷文;碱式硫酸镁晶须填充不饱和聚酯树脂体系的研究[J];工程塑料应用;2005年08期
5 张丽;冯绍华;;改善热塑性塑料/植物纤维界面相容性方法的研究[J];工程塑料应用;2006年07期
6 刘琳;赵磊;李琳;;钛酸钾晶须在环氧树脂中的应用研究[J];工程塑料应用;2008年03期
7 孔祥建;刘述梅;蒋智杰;叶华;赵建青;;苯氧基磷腈与金属氢氧化物协同阻燃LLDPE[J];工程塑料应用;2008年05期
8 彭剑;曹有名;;PA66/PP/晶须硅复合材料的制备与性能[J];工程塑料应用;2011年05期
9 屈凌波,贾长学,韩维成,王顺喜;食品包装材料的辐射效应研究[J];包装工程;2001年04期
10 张桂云;余静清;鲁红;葛建芳;;交联聚乙烯滚塑容器专用料的研制[J];包装工程;2011年07期
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1 黄险波;王林;陈宇;李响;;锥形量热仪对阻燃高抗冲聚苯乙烯燃烧性能的研究[A];2004全国阻燃学术年会论文集[C];2004年
2 姜玉芝;韩跃新;印万忠;陈旭;;碱式硫酸镁晶须表面改性研究[A];2008年中国镁盐行业年会暨节能减排新技术推介会专辑[C];2008年
3 印万忠;丁亚卓;张丽荣;姜玉芝;韩跃新;;国内外镁盐晶须制备及应用现状和发展概况[A];第十三届全国粉体工程及矿产资源高效开发利用研讨会论文专辑[C];2007年
4 印万忠;丁亚卓;姜玉芝;陈旭;张丽荣;;碱式硫酸镁晶须和氢氧化镁晶须复合PP的研究[A];第十三届全国粉体工程及矿产资源高效开发利用研讨会论文专辑[C];2007年
5 曾宪家;杨玉昆;;辐射固化压敏胶粘剂的研究进展[A];第五届中国辐射固化年会论文集[C];2001年
6 张琦;胡伟康;田明;吴友平;陈中强;张立群;;Mg(OH)_2粒径对其填充橡胶复合材料阻燃性能和力学性能的影响[A];第二届全国橡胶制品技术研讨会论文集[C];2003年
7 尹华;余鼎声;张师军;;复合阻燃剂对聚对苯二甲酸乙二醇酯性能的影响[A];中国化工学会2008年石油化工学术年会暨北京化工研究院建院50周年学术报告会论文集[C];2008年
8 李莹;于建;张昕;;熔融复合制备尼龙6/天然蒙脱土纳米复合材料[A];2004年全国高分子材料科学与工程研讨会论文集[C];2004年
9 王涛;杨亮;李响;徐文国;;低着色力Sb_2O_3在阻燃汽车内饰材料中的应用[A];2010年中国阻燃学术会议论文集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高传慧;碱式硫酸镁晶须的合成及表面改性研究[D];中国海洋大学;2010年
2 陈一峰;低维碳化硅的VLS自组装生长研究[D];电子科技大学;2010年
3 刘慧;电子束辐照HDPE/EVA基纳米复合材料结构与性能的研究[D];浙江大学;2010年
4 李秀悌;纳米碱式氯化镁(BMC)晶须的合成、改性以其在塑料中的应用[D];浙江大学;2011年
5 高华;木粉/马来酸酐接枝聚烯烃共混物复合材料[D];东北林业大学;2011年
6 黄舒;基于碳纳米管、层状双氢氧化物的聚合物纳米复合材料的制备、结构与性能研究[D];复旦大学;2011年
7 钱俊;聚丙烯/二氧化硅纳米复合材料的制备与表征[D];天津大学;2011年
8 罗康碧;硫酸钙晶须的水热制备工艺及定向生长机理研究[D];昆明理工大学;2011年
9 张广成;聚烯烃的反应挤出研究[D];西北工业大学;2001年
10 徐执扬;纳米碳酸钙/聚-L乳酸、晶须碳酸钙/聚-L乳酸复合材料的合成与实验研究[D];吉林大学;2004年
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1 侯黎黎;聚丙烯蜡接枝与乳化研究[D];郑州大学;2010年
2 李剑秋;均相沉淀法制备羟基磷灰石晶须及其台阶生长机理研究[D];武汉工程大学;2010年
3 王雅丹;不同处理细木工板燃烧试验和防火性能评价[D];中南林业科技大学;2010年
4 张路;改性纳米碱式氯化镁(nano-BMC)晶须填充ABS/PP合金复合材料的研究[D];浙江大学;2011年
5 张丽娟;常用装饰装修板材的燃烧性能的实验研究[D];太原理工大学;2011年
6 王慧;钛酸钾及钛酸钾晶须的制备及其补强性质的研究[D];江南大学;2011年
7 孙明赫;碳酸钙晶须填充聚丙烯复合材料的制备与性能研究[D];沈阳师范大学;2011年
8 马丽春;m-TMI接枝聚丙烯及其在木塑复合材料中的应用[D];东北林业大学;2011年
9 陈晓宇;几种无机晶须用作新型造纸填料的特性研究[D];东北林业大学;2011年
10 彭剑;尼龙66/聚丙烯/晶须复合材料的制备与性能研究[D];广东工业大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 邵鸿飞;苏芳;;塑料无卤阻燃剂研究进展[J];工程塑料应用;2009年08期
2 鲁红典;邵建果;于晓灵;赵娣芳;田长安;;碱式硫酸镁晶须阻燃LDPE/EVA复合材料的研究[J];安徽化工;2008年02期
3 吕建平,江国顺,姚剑英,刘汉虎;微胶囊化SBC阻燃剂的研制和应用[J];安徽化工;1998年01期
4 王益庆,张立群,张慧峰,王一中,程治国,徐和昌;凹凸棒土/ 橡胶纳米复合材料结构和性能研究[J];北京化工大学学报(自然科学版);1999年03期
5 李昕,欧育湘;膨胀型双环笼状磷酸酯阻燃乙烯-醋酸乙烯酯共聚物的研究[J];北京理工大学学报;2002年05期
6 葛东彪,王书忠,胡福增;酚醛树脂增韧改性的进展[J];玻璃钢/复合材料;2003年05期
7 尹荔松,危韧勇,周歧发,张进修;Sb_2O_3阻燃超细粉的制备和阻燃特性研究[J];材料工程;1999年12期
8 张亚利,郭玉国,孙典亭;纳米线研究进展(1):制备与生长机制[J];材料科学与工程;2001年01期
9 王寿泰,汤海滨;硅烷固相载体一步法XLPE绝缘料的研制[J];电线电缆;2002年05期
10 包海蓉;工程用交联聚乙烯绝缘控制和仪表电缆的发展[J];电线电缆;2002年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 杨玲;低烟聚氯乙烯和阻燃硅橡胶电缆材料的制备与性能研究[D];中国科学技术大学;2006年
2 焦传梅;无卤阻燃EVA、POE及其交联改性复合材料的制备和性能研究[D];中国科学技术大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘新民;交联聚乙烯的实验研究[D];中国海洋大学;2003年
2 蔡晓霞;乙烯—醋酸乙烯酯共聚物的膨胀阻燃体系研究[D];四川大学;2007年
3 倪健雄;核—壳型聚磷酸铵阻燃剂的制备及其阻燃聚氨酯性能和机理的研究[D];中国科学技术大学;2009年
【二级引证文献】
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1 程旭东;受限空间内典型热塑性材料熔融流动燃烧行为研究[D];中国科学技术大学;2010年
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1 董阳阳;聚甲基丙烯酸甲酯/磷、钛酸盐纳米复合材料的制备及热稳定性研究[D];中国科学技术大学;2011年
【二级参考文献】
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1 吕通建,隗学礼,赵宽放,李岩,倪凯,顾春梅,索立新;钛酸钾晶须增强PA6的研究[J];工程塑料应用;1995年06期
2 尚文宇,刘庆峰,陈寿田;碳酸钙晶须填充改性PP的研究[J];工程塑料应用;1999年10期
3 廖明义,隗学礼;镁盐晶须增强聚丙烯力学性能研究[J];工程塑料应用;2000年01期
4 邱孜学,贺飞峰;晶须增强聚酰亚胺塑料研究[J];工程塑料应用;2000年08期
5 邓建新,李兆前,艾兴;晶须增韧陶瓷基复合材料的进展[J];材料导报;1994年05期
6 毕刚,王浩伟,吴人洁;陶瓷质晶须及其在复合材料中的应用[J];材料导报;1999年05期
7 刘玲,殷宁,亢茂青,王心葵;晶须补强复合材料机理的研究[J];材料导报;2000年06期
8 袁建君,方琪,刘智恩;晶须的研究进展[J];材料科学与工程;1996年04期
9 严永昌;;辐照交联在电线电缆中的应用[J];电线电缆;1986年06期
10 张志勇;;辐照交联阻燃聚乙烯绝缘配方的研究[J];电线电缆;1990年05期
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1 徐鼐,史铁钧,吴德峰,周亚斌,任强;聚丙烯的接枝改性及其进展[J];现代塑料加工应用;2002年05期
2 王利娜;刘庆广;龚方红;;聚乙烯纳米复合材料制备方法的研究进展[J];塑料科技;2007年02期
3 谢普;吕晴;王丽娥;于杰;罗筑;黄浩;许国杨;邓青;秦军;;石墨烯的制备和改性及其与聚合物复合的研究进展[J];材料导报;2010年S2期
4 王树苹;郁加华;龚方红;;PE/无机纳米粒子复合材料研究进展[J];江苏工业学院学报;2008年02期
5 张瑞英;梁成刚;;聚乙烯/有机蒙脱土纳米复合材料的制备及性能[J];阴山学刊(自然科学版);2008年04期
6 初凤红,王志伟,于荣金,张永强;聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的研制[J];光纤与电缆及其应用技术;2005年05期
7 王娜;李洪伟;石照信;张静;王蕾;;介孔分子筛的添加对PE基复合材料性能的影响[J];合成树脂及塑料;2008年01期
8 荣峻峰,景振华,洪晓宇,张巍,杨瑞华;聚乙烯/凹凸棒石纳米复合材料的研究[J];乙烯工业;2005年01期
9 邓涛,刘立柱,张国伟,方兰;PE/PEMA/MMT纳米复合材料的制备与性能[J];哈尔滨理工大学学报;2004年05期
10 严小伟,王靖岱,阳永荣;聚乙烯/粘土纳米复合材料:制备方法与性能[J];材料科学与工程学报;2005年01期
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1 张明革;胡杰;义建军;王健;袁苑;张立仁;;聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的等温结晶行为研究[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2009年
2 蔡洪光;张春雨;陈斌;原宇平;董为民;张学全;;一种具有超疏水性质的聚乙烯纳米复合材料[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
3 任昌义;唐涛;;剥离型聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
4 尚尔魁;阮诗伦;杨春秋;;CNT/PE复合材料力学行为的分子动力学模拟[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
5 李世云;陈辉;石丽雅;王哲;唐涛;;碳纳米管负载茂金属催化剂原位聚合制备聚乙烯/碳纳米管复合物[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
6 李三喜;张帆;许巍巍;李志强;刘继林;潘宵;李旭日;方庆红;;插层型蒙脱土Ziegler-Natta催化剂的乙烯聚合行为及PE/MMT性能研究[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(下)[C];2003年
7 何富安;张黎明;江洪流;陈立山;伍青;王海华;;有机粘土负载后过渡金属催化剂制备聚乙烯纳米复合材料[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
8 钱钟钟;丁艳芬;张世民;阳明书;;聚乙烯/黏土纳米复合材料的结构与性能研究[A];2007年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(下册)[C];2007年
9 王俊;王冶秋;方俊;;Ag-NaZr_2(PO_4)_3/聚乙烯纳米复合材料的性能研究[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
10 张文龙;吴月;王暄;赵洪;吉超;;制备MgO/LDPE纳米复合材料共混方式与性能的研究[A];第十三届全国工程电介质学术会议论文集[C];2011年
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1 柯妍;我国农膜技术实现更新换代[N];中国化工报;2006年
2 张彩平;贸易商囤货豪赌LLDPE 聚乙烯接连三天触涨停[N];东方早报;2008年
3 石环;阿联酋一聚乙烯公司投资提高产能[N];中国石化报;2004年
4 河北省涿州市自来水公司 刘艳杰;聚乙烯(PE)管在给水工程中的应用[N];大众科技报;2007年
5 证券时报记者  李辉;石油石化机构力挺塑料期货[N];证券时报;2006年
6 ;高透明聚乙烯 热收缩标签[N];中国包装报;2005年
7 王军;聚乙烯本周市场向好[N];中国石化报;2007年
8 张海波;亚洲市场聚乙烯价格上扬[N];国际经贸消息;2002年
9 记者王双;为保工期不休息 昼夜加班献厚礼[N];盘锦日报;2009年
10 ;聚乙烯行情以震荡为主[N];中国石油报;2004年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 鲁红典;阻燃和交联聚乙烯复合材料的制备与机理研究[D];中国科学技术大学;2006年
2 李鑫;层状镁铝氢氧化物的设计合成与阻燃性研究[D];大连理工大学;2010年
3 赵明;双螺杆反应挤出纺丝级PA6/蒙脱土纳米复合材料的研究[D];东华大学;2005年
4 刘梅;金属(金属氧化物)/氧化铝纳米复合材料的制备、结构及性能研究[D];吉林大学;2006年
5 倪勇;含苯基多面齐聚倍半硅氧烷的高分子的结构与性能研究[D];上海交通大学;2007年
6 钱钟钟;黏土的表面改性及聚乙烯纳米复合材料的研究[D];中国科学院研究生院(化学研究所);2008年
7 董正平;喹啉修饰SBA-15介孔分子筛纳米复合材料的制备及其作为荧光纳米探针的性能研究[D];兰州大学;2011年
8 徐平;导电聚合物及其纳米复合材料的制备和性能研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 左胜武;聚乙烯基石墨纳米复合材料的制备、结构和导电行为及机理研究[D];四川大学;2004年
10 孔庆红;聚合物/铁蒙脱土纳米复合材料的制备及阻燃机理研究[D];中国科学技术大学;2006年
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1 翟红波;聚乙烯/蒙脱土纳米复合材料的制备和表征[D];合肥工业大学;2004年
2 徐国永;聚合物/凹凸棒土纳米复合材料的制备及性能研究[D];合肥工业大学;2004年
3 侯静;聚乙烯/马来酸酐接枝聚乙烯/石墨导电纳米复合材料的研究[D];四川大学;2003年
4 王春艳;熔融插层法制备聚乙烯/膨润土纳米复合材料的研究[D];哈尔滨理工大学;2003年
5 戴绍明;聚合物乳液/MMT共混物涂层:结构的形成与涂层性能[D];浙江大学;2005年
6 向丽;线性低密度聚乙烯无卤阻燃体系及其协效作用的研究[D];华南理工大学;2010年
7 王慧;ZnO/Ag纳米复合材料的金属、非金属掺杂及其光催化性能研究[D];青岛科技大学;2010年
8 王璞玉;基于纳米复合材料的低能耗热流控制模块研究[D];浙江大学;2011年
9 李涛海;钛酸盐系列层状纳米光催化复合材料的合成及性质[D];华侨大学;2004年
10 李永波;铁氧体/聚吡咯和镍/硫化锌磁性复合材料的制备与表征[D];中南大学;2010年
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