成炭催化剂对聚烯烃纳米复合材料的阻燃性能和成炭行为的作用
从安全、环保和法律方面考虑，聚合物材料的无卤阻燃性能在许多应用中是必不可少的。已有的研究证明，提高燃烧过程中聚合物的成炭率可以降低高聚物可燃性，因为成炭能减少在气相中燃烧的聚合物裂解碎片，从而减少反馈至聚合物表面的热量，抑制聚合物的热裂解或燃烧。对于成炭率低的聚合物，如聚烯烃，以往采用外加成炭剂以促进聚合物阻燃性能的提高，如：加入易成炭聚合物或膨胀型阻燃剂。在燃烧过程中，这些外加成炭剂迅速发生碳化反应，在燃烧表面形成保护层。以膨胀型阻燃体系为例，在燃烧过程中，材料表面形成多孔泡沫炭层，但这类阻燃体系只有用量较高（20﹪--30﹪）时才能发挥作用。这易于导致聚合物的物理机械性能下降。目前，通过促进聚合物自身成炭提高材料阻燃性能的研究报导非常少。将聚合物与层状硅酸盐进行纳米复合，不但可以改善聚合物的力学性能，同时也能提高聚合物的阻燃性能。然而，文献中大量的实验发现，在燃烧过程中，层状硅酸盐只起物理阻隔作用，没有化学促进作用。 本文的研究目标是促进聚合物在燃烧过程中自身成炭，甚至形成石墨结构，以提高聚合物的阻燃性能。以聚丙烯为模型聚合物，通过熔融剪切方法将聚丙烯、有机改性蒙脱土、成炭催化剂等进行复合，制备聚丙烯纳米复合材料。利用XRD、TEM和Raman光谱表征燃烧前后材料的微观结构，通过锥型量热仪测定材料在燃烧过程中热量释放速率和质量损失速率。
聚烯烃 层状硅酸盐 纳米复合材料 成炭催化剂 阻燃性能
唐涛 姜治伟 陈学诚 孟晓宇 宋荣君 陈辉
中国科学院长春应用化学研究所，高分子物理与化学国家重点实验室,长春 130022
国内会议
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2005-10-09（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）