低密度聚乙烯(LDPE)具有良好的耐高溫性、耐低溫性、電絕緣性、介電性能和耐候性等,被廣泛應用于醫療衛生、航空航天、電線電纜、汽車工業、建筑等領域。
為了提高LDPE材料的阻燃性能,一般通過物理共混的方式將阻燃劑混入聚乙烯中。最常用的阻燃劑主要包括鹵素類以及鎂、鋁等無機阻燃劑。雖然鹵素類阻燃劑應用廣泛,但其燃燒過程中會釋放有毒氣體。
近年來氫氧化鎂(MH)作為阻燃劑在國內外受到廣泛關注,與鹵素阻燃劑相比,MH不僅能夠提高材料的阻燃效果,而且沒有煙霧和鹵化氫等毒性氣體生成。將低密度聚乙烯體系中MH阻燃劑的含量提高到50%以上時,材料具有良好的阻燃效果。然而,加入過多的MH阻燃劑會嚴重影響聚合物的力學性能以及加工性能,同時由于MH材料表面具有較強的親水性和憎油性,導致其與高分子材料之間的相容性較差,在基體材料中容易發生團聚現象。因此,通過改性來提高阻燃劑與聚合物基體的相容性,可使阻燃劑粒子更均勻地分散在基體材料中,并且可以在減少阻燃劑用量的同時達到相同的阻燃效果。
李健等研究硬脂酸改性MH對聚乙烯阻燃性能的影響,發現當阻燃劑含量為20%時,體系具有良好的綜合性能。王正洲等研究發現,添加大量MH阻燃劑會導致材料力學性能劣化,而通過添加表面處理劑,則可以大幅改善阻燃聚乙烯的斷裂伸長率。但隨著表面處理劑的加入,體系的阻燃性能有所降低。王艷麗等研究了超細MH填料表面改性、羥基硅油用量等因素對高密度聚乙烯力學性能的影響,發現高填充量的填料導致材料的力學性能大幅下降,尤其是當填料用量達到70份以后,材料表現出明顯的脆性拉伸斷裂行為。
而硅烷偶聯劑和鈦酸酯改性后的氫氧化鎂能夠提高材料的拉伸強度,且對斷裂伸長率的影響較小。周城等選用氨基硅烷偶聯劑和烷基硅烷偶a聯劑改性氫氧化鎂阻燃劑,以線性低密度聚乙烯為基材,制備LDPE/MH阻燃材料,并考察改性MH對LDPE復合試樣力學性能、阻燃性能、熱穩定性及電性能的影響,結果表明:
?。?)隨著氫氧化鎂阻燃劑用量增加,LDPE的力學性能下降明顯,相同用量時,烷基硅烷偶聯劑改性氫氧化鎂對LDPE材料力學性能的影響更小。
a
?。?)氫氧化鎂阻燃劑明顯提高了LDPE的阻燃性能,由于氮元素存在,氨基硅烷偶聯劑改性氫氧化鎂對LDPE阻燃性能的提升效果更明顯。
?。?)氫氧化鎂無機顆粒明顯降低了LDPE的電性能,由于氨基極性比烷基強,因此烷基硅烷偶聯劑改性氫氧化鎂阻燃LDPE具有更好的電性能。
?。?)烷基硅烷偶聯劑改性氫氧化鎂與LDPE具有更好的相容性,當其添加量為70份時,材料的熱釋放曲線呈現明顯的寬峰,同時其力學性能、電性能下降程度較小,此時拉伸強度為10.5MPa,斷裂伸長率為350%,介電常數為2.8~2.9,體積電阻率為5×1013Ω·m。
資料來源:《周城,劉鵬,張海松,等.阻燃改性氫氧化鎂/低密度聚乙烯的性能研究[J].絕緣材料,2021,54(03):29-35》,由【粉體技術網】編輯整理,轉載請注明出處!
更多精彩!歡迎掃描下方二維碼關注中國粉體技術網官方微信(粉體技術網)
|