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有机硅阻燃剂的合成及其阻燃聚烯烃性能研究

作　者: 张鹏
导　师: 张文龙
学　校: 哈尔滨理工大学
专　业: 高分子化学与物理
关键词: 阻燃复合材料 聚烯烃 有机硅阻燃剂 氧指数 合成
分类号: TQ314.248
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要


广泛应用的聚烯烃具有质轻、无毒，价格低廉，易加工成型和优良的力学性能、电性能和耐化学腐蚀性的优点，但其极易燃烧，使其应用受到限制。阻燃聚烯烃材料的研制取得很大进展，但对其阻燃性能和综合性能的提高仍然是人们研究的热点。基于此，本文合成了几种有机硅阻燃剂，并对几种新型阻燃聚烯烃材料进行研究，为制备高性能阻燃聚烯烃材料打下良好基础。本文探讨了各因素对有机硅SFR-Z1的影响，当反应温度为50℃，时间4h，分散剂用量为0.3ml，苯基硅烷与氨基硅烷的摩尔比为9:1时，SFR-Z1的产率最高，可达81.8%；在此基础上又制备了几种SFR-Z1的衍生物（SFR-Z2、SFR-Z3、SFR-Z4）的有机硅阻燃剂，并对其进行对比研究，结果表明，有机硅SFR-Z4聚烯烃材料各方面性能最优，随着其用量逐渐增加氧指数提高，体系的热稳定性增加，材料力学性能变化不大，电学性能下降不明显。将有机硅与Al（OH）3/Mg（OH）2复配，并研究填料的表面处理对材料综合性能的影响，结果表明，偶联处理后，填料分散性更好，材料的阻燃、力学和电性能均有提高。材料掺入有机硅后，氧指数提高，有机硅与Al（OH）3/Mg（OH）2存在很好的协同作用。同时，通过正交试验研究了有机硅与MP/PER复配体系力学性能、电性能和阻燃性能的变化，得到了该复合体系的最佳配比。将有机硅/金属氢氧化物阻燃体系与有机硅/膨胀阻燃体系进行对比研究，得到了最佳的有机硅/Al（OH）3/Mg（OH）2/PER低烟无卤阻燃聚烯烃复合材料。并在该阻燃材料中加入四种无机纳米氧化物，进一步对其配方进行优化设计，研究其性能变化，最终确定有机硅SFR-Z4与Al（OH）3、Mg（OH）2、PER、氧化硅复配的阻燃聚烯烃复合材料；此时材料的拉伸强度达12.54MPa，断裂伸长率为70.16%，弹性模量175N/mm2，体积电阻率4.45×1013·m，击穿场强24.86kV/mm，氧指数达33.0。

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中图分类: > 工业技术 > 化学工业 > 高分子化合物工业（高聚物工业） > 原料与辅助材料 > 合成高分子化合物 > 助剂 > 阻燃剂
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