隨著人們安全和環(huán)保意識的增強,在塑料阻燃領(lǐng)域越來越重視綠色環(huán)保的無鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類金屬水合物表面極性很強,親水疏油,與非極性材料親和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基體中難以均勻分散,容易團聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分數(shù)50%以上才能達到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學性能。解決該問題的主要方法是對金屬水合物進行表面改性,并盡量細化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。
MMT本身具有無機物的剛性、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點,有機改性的MMT(O-MMT)則能同時改善材料的阻燃性能力學性能及熱穩(wěn)定性能,且材料的阻隔性能及耐候性、耐油性均有所提高%3。將常規(guī)阻燃劑與納米有機蒙脫土(O-MMT)和聚合物組成三元納米復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)僅將少量納米層狀MMT加人到聚合物中即可降低聚合物的可燃性。研究還表明,使用了界面相容劑的O-MMT協(xié)局MH阻燃PP體系，其力學性能、阻燃性和耐熱性都有了顯著提高!
加入了O-MMT的材料吸水率雖然大于未添加O-MMT的材料,但是吸水率增加并不明顯,并且O-MMT添加量為35和7 phr的樣品吸水率并沒有明顯差別。這是由于雖然MMT的層間結(jié)構(gòu)松散,水分子或其他有機分子可以進人層間,造成MMT具有吸濕性,但是因為MMT片層表面存在釋基,這些輕基可以和POE-g-MAH、EVM等分子鏈上的親水基團通過氫鍵作用形成物理交聯(lián),又降低了體系的總吸水率,而且MMT本身濕容量低,所以材料吸水率并沒有隨著MMT的增加而明顯增加。同時,體系中的MH、MMT都經(jīng)氨基硅烷包覆處理,大大降低了其本身的吸水性。
表面改性是指用物理、化學方法對粒子表面進行處理，有目的地改變粒子表面的物理化學性質(zhì)，如表面原子層結(jié)構(gòu)和官能團、表面疏水性、電性、化學吸附和反應(yīng)特性等。這樣各種表面改性劑與顆粒表面化學反應(yīng)和表面覆處理改變顆粒的表面狀態(tài)，提高表面活性，從而改善或改變粉體的分散性、和高分子材料的相容性等。常用的表面改性劑有脂肪酸及其衍生物，如油酸、硬脂酸等，偶聯(lián)劑，高分子材料等。表面改性的方法有干法和濕法等。干法是粉體在加工過程中，利用高速混合機，在粉體表面包裹一層改性劑。濕法表面處理是直接把表面處理劑或分散劑加入無機阻燃劑懸浮液中，進行表面處理。
礦石法的無機阻燃劑因為是通過粉碎、研磨等方法得到、顆粒大小、表面均勻度都比化學法得到的材料差，大量添加會造成機械性能下降，因此多作為輔助阻燃劑使用，此時就要更多發(fā)揮其協(xié)效作用。蒙脫石和氫氧化物、含磷化合物等具有協(xié)效作用。硅酸鹽是一種良好的成炭劑，和多種阻燃劑之間有協(xié)效作用。
在氫氧化物作為主要阻燃填料的基礎(chǔ)上，可以增加其他阻燃劑提高阻燃性能，如加入紅磷、有機硅化合物可以大大提高氧指數(shù)。氫氧化物和蒙脫土、滑石類礦物復(fù)配，可以提高燃燒時的成炭性。
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