聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化學(xué)腐蝕性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)良及等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于化工、建筑、家電、包裝、汽車等領(lǐng)域但由于純PP樹脂極限氧指數(shù)(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃燒時(shí)發(fā)熱量大,燃燒速度快,并易產(chǎn)生熔滴,從而限制了其應(yīng)用,因此對其阻燃化研究就顯得尤為重要。
隨著人們安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),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(qiáng),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(tuán)聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上才能達(dá)到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學(xué)性能。解決該問題的主要方法是對金屬水合物進(jìn)行表面改性,并盡量細(xì)化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。
成炭劑在聚合物阻燃中有重要的作用,常用的成炭劑,如季戊四醇等,與聚合物相容不好、加工溫度低、影響材料性能,且多元醇易水解,加入后增加了材料的吸水性,由于多元醇存在上述問題,限制了阻燃材料的應(yīng)用,因此開發(fā)新型成炭劑成為阻燃材料一個(gè)十分重要的領(lǐng)域。
聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料是當(dāng)今眾多無機(jī)納米粒子改性復(fù)合材料中有潛力的一類納米復(fù)合材料。由于蒙脫石具有特的層狀一維納米結(jié)構(gòu)特性,形態(tài)特性,層間具有可設(shè)計(jì)的反應(yīng)性,超大的比表面積(750m2/g)和高達(dá)200以上的徑/厚比。
納米蒙脫土系蒙皂石粘土(包括鈣基、鈉基、鈉-鈣基、鎂基蒙粘土)經(jīng)剝片分散、提純改型、超細(xì)分級(jí)、特殊有機(jī)復(fù)合而成,平均晶片厚度小于25nm,蒙脫石含量大于95%。具有良好的分散性能,可以廣泛應(yīng)用高分子材料行業(yè)作為納米聚合物高分子材料的添加劑,提高抗沖擊、抗疲勞、尺寸穩(wěn)定性及氣體阻隔性能等,從而起到增強(qiáng)聚合物綜合物理性能的作用,同時(shí)改善物料加工性能。在聚合物中的應(yīng)用可以在聚合物時(shí)添加,也可以在熔融時(shí)共混添加(通常采用螺桿共混)。
蒙脫土主要成分蒙脫石,是由兩層Si—O四面體和一層Al-O八面體,組成的層狀硅酸鹽晶體,層內(nèi)含有陽離子主要是鈉離子,鎂離子,鈣離子,其次有鉀離子,鋰離子等。蒙脫土的納米有機(jī)改性目的是為了:將層內(nèi)親水層轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷畬?,從而使高聚物與蒙脫土有更好的界面相容性。