摘要: 氢氧化镁是具有填充、阻燃、消烟三种功效的添加型阻燃剂，因其在加工和应用中无环境污染被称为绿色阻燃剂，具有无毒、环保、价廉、原料充足等优点，市场用量大，是目前无卤阻燃剂的主要品种之一，其主要缺点是表面极性大、易团聚、阻燃效率低、添加... 展开 氢氧化镁是具有填充、阻燃、消烟三种功效的添加型阻燃剂，因其在加工和应用中无环境污染被称为绿色阻燃剂，具有无毒、环保、价廉、原料充足等优点，市场用量大，是目前无卤阻燃剂的主要品种之一，其主要缺点是表面极性大、易团聚、阻燃效率低、添加量大，造成了复合材料力学性能的下降。本文用乙烯基三乙氧基硅烷对氢氧化镁进行表面改性，得到了硅烷偶联剂改性的氢氧化镁（m-MH），将m-MH添加到环氧树脂和EVA树脂中，研究了复合材料的燃烧性能、力学性能、热稳定性和热分解过程。为提高阻燃剂的阻燃效率，减少阻燃剂的添加量，用次磷酸铝（AlPH）与氢氧化镁协效添加到EVA树脂中研究其燃烧性能和力学性能。 第一部分，以乙烯基三乙氧基硅烷偶联剂为改性剂，得到了硅烷改性的氢氧化镁。通过沉降实验讨论了反应时间、反应温度、反应物质的添加量对改性结果的影响。通过X-射线衍射（XRD）、傅里叶红外光谱（FTIR）、粒度分析、X能谱（XPS）、接触角等分析手段对在最佳条件下制出的m-MH与未改性氢氧化镁（u-MH）进行了对比表征，发现m-MH的接触角变大，粒度变小，在液体石蜡中的沉降时间变长。从FTIR谱图来看，m-MH表面与硅烷偶联剂形成了化学键，降低了氢氧化镁的亲水性，提高了氢氧化镁在高分子基体中的分散性和稳定性。 第二部分，将m-MH和u-MH对比应用在环氧树脂中，通过极限氧指数（LOI）、烟密度（SDR）、垂直燃烧、热重分析（TG），以及扫描电子显微镜（SEM）等手段对其燃烧性能、热稳定性和热分解过程进行研究，并推测阻燃机理。结果表明：在环氧树脂体系中，当u-MH和m-MH的添加量均为50%时，复合材料的LOI值从纯环氧树脂的20.5%分别提高到了27.6%和30.1%；烟密度从纯环氧树脂的96.3%分别下降到67.83%和61.73%，其热解过程中，提高了水的释放量，降低了可燃性小分子（CxHy）、苯和苯酚及其衍生物的释放量。因此，改性氢氧化镁提高了环氧树脂复合材料的阻燃性能，而且还影响环氧树脂的热解过程。 第三部分，将m-MH和u-MH对比应用在EVA树脂中，通过LOI、垂直燃烧和水平燃烧、拉伸强度和断裂伸长率、TG，以及SEM等手段对其燃烧性能、力学性能、热稳定性和热分解过程进行研究，并推测阻燃机理。在EVA树脂体系中，当u-MH和m-MH的添加量为50%时，复合材料的LOI值分别从纯EVA的18.5%提高到了23.5%和27.5%，线性燃烧速度从纯EVA的34.61mm/min分别降低到了13.79mm/min和12.00mm/min，拉伸强度从纯EVA的30.87MPa分别下降到17.33MPa和19.98MPa。因此m-MH可有效提高EVA树脂复合材料的阻燃性能，降低对力学性能的恶化。 第四部分，将AlPH分别与u-MH和m-MH协效添加到EVA中制得阻燃复合材料，通过极LOI、垂直燃烧和水平燃烧、拉伸强度等分析手段对其燃烧性能和力学性能进行分析。结果表明：当AlPH的使用量为1%时，u-MH/AlPH/EVA和m-MH/AlPH/EVA两个体系的氧指数最高，分别为28.5%和31.1%；两个体系的拉伸强度分别为15.46MPa和19.30MPa，在其所在的体系中拉伸强度最高。因此，不管氢氧化镁是否改性，当与次磷酸铝协同使用时，二者形成了协同效应，可有效提高复合材料的阻燃性能，对力学性能影响较小。 收起