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高密度PE/膨胀石墨复合物的制备与防静电阻燃性能的研究

作　者: 王巧莲
导　师: 李冀辉
学　校: 河北师范大学
专　业: 有机化学
关键词: 膨胀石墨 高密度PE 防静电性能 阻燃性能 复合物
分类号: O631.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要


高密度聚乙烯（HDPE）是一种绝缘和易燃的高分子材料。为了修饰高密度PE的绝缘性能和易燃性能，目前人们已经创造出了许多的方法将其制备成了具有一定电学性能和阻燃性能的复合材料。本论文以溶解填充法为基础，以鳞片石墨、高密度PE和ATH为原料制备了高密度PE/膨胀石墨复合物，同时将高密度PE修饰成为具有防静电性能和阻燃性能的材料。整个论文的研究由以下三个方面的工作组成。1）以50目和80目的鳞片石墨、浓硫酸、重铬酸钾和过氧乙酸为反应物，用化学氧化的方法制备了膨胀石墨。同时，调查了反应物质量比、反应温度和反应时间对膨胀体积的影响，并找到了制备膨胀石墨的最佳的反应物质量比、最佳的反应温度和最佳的反应时间。在此基础上，确定了高密度PE/膨胀石墨复合物制备中使用的膨胀石墨的最佳反应条件。此外，还用SEM表征了最佳反应条件下制备的膨胀石墨的形貌和结构。2）以最佳反应条件下制备的膨胀石墨和高密度PE为原材料，按照一定的质量比，用溶解填充法制备了高密度PE/膨胀石墨复合物。同时，用ACL800兆欧表（美国制造的测定表面电阻专用仪器）测定了不同质量比条件下制备的高密度PE/膨胀石墨复合物的电阻值、不同相对湿度条件下的高密度PE/膨胀石墨复合物的电阻值和不同环境温度条件下的高密度PE/膨胀石墨复合物的电阻值。在此基础上，不仅发现了质量比、相对湿度和环境温度对高密度PE/膨胀石墨复合物的电阻值的影响；还找到了制备具有防静电性能的高密度PE/膨胀石墨复合物的质量比。此外，还用SEM和IR表征了高密度PE/膨胀石墨复合物的结构。3）使用已经制备的EG作为防静电填料，HDPE和ATH为原料，按照一定的质量比，用溶解填充法制备了高密度PE/膨胀石墨/ATH复合物。同时，用ACL800兆欧表测定了不同质量比条件下制备的高密度PE/膨胀石墨/ATH复合物的电阻值，并且用XZT-100A型氧指数测定仪测定了高密度PE/膨胀石墨/ATH复合物的氧指数。在此基础上，不仅发现了质量比对高密度PE/膨胀石墨/ATH复合物的电阻值和氧指数值的影响；还找到了制备具有防静电性能和阻燃性能的高密度PE/膨胀石墨/ATH复合物的质量比。此外，还用SEM表征了高密度PE/膨胀石墨复合物/ATH的结构。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-10
第一章 绪论  10-21
  1.1 聚乙烯改性  10-13
    1.1.1 化学改性法  10-11
    1.1.2 物理改性法  11-12
    1.1.3 聚乙烯改性的新方法  12-13
  1.2 防静电聚乙烯复合物的研究  13-14
    1.2.1 添加导电填料法  13
    1.2.2 添加抗静电剂法  13
    1.2.3 导电高分子材料共混的方法  13-14
    1.2.4 涂层法  14
  1.3 阻燃聚乙烯复合物的研究  14-17
    1.3.1 卤系阻燃剂  14-15
    1.3.2 无卤阻燃剂  15-17
  1.4 膨胀石墨用于修饰聚合物防静电和阻燃性能的研究  17-18
    1.4.1 膨胀石墨修饰聚合物的电学性能  17-18
    1.4.2 膨胀石墨修饰聚合物的阻燃性能  18
  1.5 本论文研究的目的和意义  18-19
  1.6 本论文的工作  19
  1.7 创新点  19-21
第二章 膨胀石墨的制备及表征  21-35
  2.1 50 目膨胀石墨的制备  21-27
    2.1.1 最佳的重铬酸钾用量的选择  22-23
    2.1.2 最佳浓硫酸用量的选择  23
    2.1.3 最佳过氧乙酸用量的选择  23-24
    2.1.4 最佳反应时间的选择  24-25
    2.1.5 最佳反应温度的选择  25-26
    2.1.6 含水量对膨胀体积的影响  26-27
  2.2 80 目膨胀石墨的制备  27-32
    2.2.1 最佳的重铬酸钾用量的选择  27-28
    2.2.2 最佳浓硫酸用量的选择  28-29
    2.2.3 最佳过氧乙酸用量的选择  29-30
    2.2.4 最佳反应时间的选择  30
    2.2.5 最佳反应温度的选择  30-31
    2.2.6 含水量对膨胀体积的影响  31-32
  2.3 石墨系列产品表征  32-35
    2.3.1 50 目石墨系列产品 SEM 表征  32-33
    2.3.2 80 目石墨系列产品 SEM 表征  33-35
第三章 高密度聚乙烯复合物防静电改性实验的研究  35-51
  3.1 引言  35-36
  3.2 实验部分  36-37
    3.2.1 高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物的制备  36
    3.2.2 静电测试方法和测试标准  36-37
  3.3 结果与讨论  37-49
    3.3.1 原料的质量比对高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物防静电性能的影响  37-39
    3.3.2 相对湿度对高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物防静电性能的影响  39-44
    3.3.3 环境温度对高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物防静电性能的影响  44-49
  3.4 高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物性能的表征  49-50
    3.4.1 高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物的 SEM 表征  49
    3.4.2 高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物的 IR 分析  49-50
  3.5 本章小结  50-51
第四章 高密度聚乙烯复合物阻燃改性实验的研究  51-58
  4.1 引言  51
  4.2 实验部分  51-53
    4.2.1 实验原料  51-52
    4.2.2 主要实验仪器和设备  52
    4.2.3 高密度聚乙烯/膨胀石墨/ATH 复合物的制备  52
    4.2.4 性能测试方法  52-53
  4.3 结果与讨论  53-55
    4.3.1 膨胀石墨用量对高密度聚乙烯/膨胀石墨复合物阻燃性能的影响  53-54
    4.3.2 ATH 用量对 HDPE/EG/ATH 复合物防静电和阻燃性能的影响  54-55
  4.4 高密度聚乙烯/膨胀石墨/ATH 复合物的 SEM 表征  55-56
  4.5 高密度聚乙烯/膨胀石墨/ATH 复合物阻燃机理初探  56
    4.5.1 氢氧化铝的阻燃机理  56
    4.5.2 膨胀石墨的阻燃机理  56
  4.6 本章小结  56-58
第五章 结论  58-60
  5.1 结论  58
  5.2 展望  58-60
参考文献  60-64
致谢  64-65
攻读学位期间科研成果  65

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中图分类: > 数理科学和化学 > 化学 > 高分子化学（高聚物） > 高分子物理和高分子物理化学 > 高聚物的化学性质
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