论文部分内容阅读
聚乙烯具有良好的电绝缘性,持久的机械性能和耐腐蚀性能,被应用于航天事业、交通运输业和纺织业等,具有广泛的应用前景。但是由于聚乙烯极限氧指数很低,属于易燃材料,应用范围就受到限制。因此,探索合成一种绿色高效的阻燃添加剂已成为目前研究的热点。本文利用水热法和后处理法制备了不同金属或非金属改性的介孔MCM-41作为阻燃添加剂,与聚乙烯基体形成复合材料,通过热重分析表征纳米聚合物复合材料的热降解性能。采用水热法和后处理法合成了不同元素(Fe、S、Ni、Pt)改性的MCM-41,并用XRD、FT-IR、N2吸附和SEM、TEM等手段对介孔材料进行了表征,分析了不同原子在改性介孔材料中的含量和对孔道结构、形貌的影响。XRD谱图和SEM照片表明嫁接其他元素的介孔分子筛孔道的有序度和形貌都没有发生变化,依然是长程有序的六方介孔结构,只是晶胞参数增大,介孔孔道一定程度上变小;用FT-IR谱图和ICP分析分别确定了介孔分子筛中杂原子的存在形式以及杂原子在改性分子筛中的含量;从改性MCM-41的孔径分布曲线和TEM照片可以看出,介孔分子筛的孔道大约35nm,且分布比较均匀有序。将合成的MCM-41和杂原子改性的MCM-41分别添加到聚乙烯中合成聚合物纳米复合材料,重点考察不同添加剂对聚乙烯阻燃性能的影响。发现用Fe改性MCM-41合成的聚乙烯纳米复合材料的阻燃性能最好,使聚乙烯的最高热降解温度从原来500°C增加到503°C,延缓了聚乙烯的分解,但600°C残炭量明显下降;Ni、S、Pt改性的MCM-41在一定程度上降低了聚乙烯的分解速度,但效果不明显。S改性的MCM-41将聚乙烯的初始分解温度从449°C提高到了455°C,最大热降解温度反而降低;Ni-MCM-41的最大质量损失率为43.73%,比未改性聚乙烯降低了12.31%;Pt本身的催化性能很强,但是Pt-MCM-41不能促进聚乙烯催化成炭,600°C残炭量也没有增加,反而是加快了聚合物基体的分解速率,因此阻燃性能并没有得到明显的改善。