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《扬州大学》 2015年
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无卤阻燃POE/LLDPE基电缆料研究及电子束辐射对其性能影响

阮金森  
【摘要】:随着材料加工领域的不断拓宽,对材料性能的要求变得更加苛刻。由此出现了辐射交联改性、硅烷交联改性和过氧化物交联改性等方式来提高材料的多项性能,如力学性能、耐腐蚀性能、耐臭氧老化性能、耐环境应力开裂性能及抗蠕变性能等,其中,电子束辐射交联改性因其独特的优点而逐渐得到更广泛的推广应用。此外,由于人们环保意识的增强,使得无卤化阻燃进程的不断推进,促进了新的产品相继被开发,如交联型的低烟无卤阻燃电缆料的研究。基于此,本文将无卤阻燃与电子束辐照结合起来进行了诸多探索。首先选择了聚乙烯辛烯共聚物(POE)/线型低密度聚乙烯(LLDPE)的共混物为基体树脂,以氢氧化铝(ATH)、新型氮.磷大分子材料(NPS)为阻燃剂,马来酸酐接枝物为相容剂,偶联剂为表面改性剂,通过熔融共混的方法制备了无卤阻燃POE/LLDPE基复合材料。并且,利用电子束加速器对POE/LLDPE基阻燃材料进行了辐射改性研究,详细地讨论辐射剂量的增加对阻燃材料的交联密度和多项性能的影响。为电子束辐照在阻燃材料行业中的进一步应用提供了理论的基础。(1)选取POE/LLDPE二元共混物作为阻燃材料的基体树脂,对LLDPE与POE的共混物进行了力学性能、加工流动性能及两相的相容性等分析,结果表明共混物具有良好的综合性能;ATH对共混物具有阻燃效果,但阻燃效率偏低,当ATH的添加量为200phr时,材料的LOI为29.5%,UL-94燃烧等级为FV-1;采用马来酸酐接枝物(POE-g-MAH、PE-g-MAH和EVA-g-MAH)为相容剂,其能够显著改善阻燃材料的力学性能,提高ATH的分散性,但添加量过高时,会增加材料的加工性能;讨论了硅烷偶联剂和稀土偶联剂的添加对阻燃材料的热稳定性和阻燃性能的影响;(2)对比了ATH和NPS及其复配对于POE/LLDPE基复合材料的阻燃改性效果,当分别添加120phr的NPS和ATH时,材料的氧指数达到38%和24%,将部分ATH掺杂在NPS中,如NPS/ATH为100/20,ATH与NPS会产生一定的协同阻燃作用,使得NPS的初始分解温度增加,炭层结构更加致密,高温热稳定性得到提升;阻燃材料的储能模量G’和损耗模量G"随频率的增加而增大,粘度η*随之而减少,所有样品均表现出明显的剪切变稀的趋势;由于无机粒子间的不均匀性使得添加ATH材料的Tg低于添加NPS材料的Tg;(3) POE/LLDPE基阻燃材料经电子束辐照后,当辐照剂量较低时,阻燃材料因分子链间产生了交联,使链段的松弛转变变得困难,从而表现出Tg升高,储能模量的减小、拉伸强度的增大及提高了高温下热稳定性;当剂量过高时,由于分子链的降解,让链段的松弛转变又变得容易,继而Tg下降,储能模量的增大及拉伸强度减小,这与通过交联密度仪测试的结果相一致,弛豫时间T2先减小后变大,各向异性参数q先增大后减小,当辐射剂量为150KGy附近时,弛豫时间T2和各向异性参数q分别达到极小值和极大值,说明此时阻燃材料的交联密度最佳。
【学位授予单位】:扬州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ317;TB332

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