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偶联剂改性氢氧化镁对低密度聚乙烯性能的影响
来源:中国粉体技术网    更新时间:2022-04-21 16:58:14    浏览次数:
 
  低密度聚乙烯(LDPE)具有良好的耐高温性、耐低温性、电绝缘性、介电性能和耐候性等,被广泛应用于医疗卫生、航空航天、电线电缆、汽车工业、建筑等领域。
  
  为了提高LDPE材料的阻燃性能,一般通过物理共混的方式将阻燃剂混入聚乙烯中。最常用的阻燃剂主要包括卤素类以及镁、铝等无机阻燃剂。虽然卤素类阻燃剂应用广泛,但其燃烧过程中会释放有毒气体。
  
  近年来氢氧化镁(MH)作为阻燃剂在国内外受到广泛关注,与卤素阻燃剂相比,MH不仅能够提高材料的阻燃效果,而且没有烟雾和卤化氢等毒性气体生成。将低密度聚乙烯体系中MH阻燃剂的含量提高到50%以上时,材料具有良好的阻燃效果。然而,加入过多的MH阻燃剂会严重影响聚合物的力学性能以及加工性能,同时由于MH材料表面具有较强的亲水性和憎油性,导致其与高分子材料之间的相容性较差,在基体材料中容易发生团聚现象。因此,通过改性来提高阻燃剂与聚合物基体的相容性,可使阻燃剂粒子更均匀地分散在基体材料中,并且可以在减少阻燃剂用量的同时达到相同的阻燃效果。
  
  李健等研究硬脂酸改性MH对聚乙烯阻燃性能的影响,发现当阻燃剂含量为20%时,体系具有良好的综合性能。王正洲等研究发现,添加大量MH阻燃剂会导致材料力学性能劣化,而通过添加表面处理剂,则可以大幅改善阻燃聚乙烯的断裂伸长率。但随着表面处理剂的加入,体系的阻燃性能有所降低。王艳丽等研究了超细MH填料表面改性、羟基硅油用量等因素对高密度聚乙烯力学性能的影响,发现高填充量的填料导致材料的力学性能大幅下降,尤其是当填料用量达到70份以后,材料表现出明显的脆性拉伸断裂行为。
  
  而硅烷偶联剂和钛酸酯改性后的氢氧化镁能够提高材料的拉伸强度,且对断裂伸长率的影响较小。周城等选用氨基硅烷偶联剂和烷基硅烷偶a联剂改性氢氧化镁阻燃剂,以线性低密度聚乙烯为基材,制备LDPE/MH阻燃材料,并考察改性MH对LDPE复合试样力学性能、阻燃性能、热稳定性及电性能的影响,结果表明:
  
  (1)随着氢氧化镁阻燃剂用量增加,LDPE的力学性能下降明显,相同用量时,烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁对LDPE材料力学性能的影响更小。
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  (2)氢氧化镁阻燃剂明显提高了LDPE的阻燃性能,由于氮元素存在,氨基硅烷偶联剂改性氢氧化镁对LDPE阻燃性能的提升效果更明显。
  
  (3)氢氧化镁无机颗粒明显降低了LDPE的电性能,由于氨基极性比烷基强,因此烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁阻燃LDPE具有更好的电性能。
  
  (4)烷基硅烷偶联剂改性氢氧化镁与LDPE具有更好的相容性,当其添加量为70份时,材料的热释放曲线呈现明显的宽峰,同时其力学性能、电性能下降程度较小,此时拉伸强度为10.5MPa,断裂伸长率为350%,介电常数为2.8~2.9,体积电阻率为5×1013Ω·m。
  
  资料来源:《周城,刘鹏,张海松,等.阻燃改性氢氧化镁/低密度聚乙烯的性能研究[J].绝缘材料,2021,54(03):29-35》,由【粉体技术网】编辑整理,转载请注明出处!
  
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