高密度聚乙烯基复合材料阻燃和导电研究

来源 :北京化工大学 | 被引量 : 1次 | 上传用户:myloft1d
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高分子材料在使用中容易产生静电,由于其本身优良的电绝缘性使得电荷在表面累积,大量的电荷累积易产生电火花,且高分子材料属于易燃物,极易引发火灾,给人类的生命和财产安全造成巨大的风险。为了扩大高分子材料的应用领域,减少在使用中的不安全因素,必须对高分子材料进行阻燃性能和导电性能的改性。本文以高密度聚乙烯(HDPE)为基体,以炭黑(CB)为导电填料,以十溴联苯醚(DBDPO)和三氧化二锑(8b203)为阻燃填料,以乙烯-醋酸乙烯酯共聚物(EVA)为增韧改性剂制备了阻燃抗静电复合材料,研究内容包括以下几方面:1. HDPE复合材料导电性能的研究。以HDPE、CB、EVA (VA含量分别为9%,18%,28%)为原料,熔融法制备HDPE导电复合材料,研究CB、EVA对复合材料导电性能和力学性能的影响。固定炭黑含量为6wt%,加入不同含量的EVA,研究EVA含量对复合材料电导率的影响。固定EVA含量20wt%,加入1wt%~9wt%CB,研究EVA对复合材料渗流阈值的影响。研究结果发现,在HDPE/CB复合材料中加入EVA可以提高复合材料的电导率。通过刻蚀实验和扫描电子显微镜观察复合材料微观形态,发现CB在HDPE/EVA/CB体系中,选择性分散在HDPE相中。对力学性能的研究还发现,在HDPE/CB复合材料中加入EVA能够提高复合材料的韧性,在分别加入15wt%EVA-9、EVA-18、EVA-28时,复合材料的缺口冲击强度由27.84kJ/m2分别提高至41.94kJ/m2.43.66kJ/m2.51.22kJ/m2。2. HDPE复合材料阻燃性能的研究。以HDPE、CB、DBDPO、Sb2O3.VA含量分别为9、18、28的EVA为原料,熔融法制备HDPE阻燃复合材料,研究阻燃剂配比以及CB、EVA对复合材料阻燃性能和力学性能的影响。研究结果发现,DBDPO与Sb203的质量比为2.5:1时,复合材料在1o wt%阻燃剂的含量下可以达到V-0等级。在复合材料中加入CB可以促进燃烧表面成碳,有效抑制滴落现象。在复合材料中加入15wt%EVA-9对UL-94测试等级无影响,加入15wt%EVA-18的复合材料无法通过UL-94垂直燃烧测试,加入15wt%EVA-28的复合材料通过滴落带走热量火焰使其在UL-94垂直燃烧测试中达到V-2等级。3. HDPE阻燃导电复合材料的研究。以HDPE、CB、DBDPO、Sb2O3、VA含量分别为9%、18%、28%的EVA为原料,熔融法制备HDPE阻燃导电复合材料。研究结果发现在复合材料中加入三种EVA,复合材料的电导率和缺口冲击强度都有提高。加入CB和EVA-9的复合材料在UL-94垂直燃烧测试中能够保持V-0等级,加入CB和EVA-18的复合材料能够达到V-1等级,而加入CB和EVA-28的复合材料在综合作用下无法通过UL-94垂直燃烧测试。
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