高岭石基固体酸材料制备及其对聚丙烯复合材料阻燃性能影响

发布时间：2025-07-09 02:40

　　 通过高温煅烧和酸反应等方法处理高岭石（K）,制备高岭石基固体酸材料（A–K）,并通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对其进行表征和分析。然后通过熔融挤出共混,将A–K添加到聚丙烯（PP）复合材料中,改善其阻燃性能。利用极限氧指数仪、水平垂直燃烧仪、锥型量热仪和万能试验机分别测试材料阻燃性能和力学性能。结果表明:少量A–K[(0.5%～3.0%（质量分数）]可明显改善PP复合材料阻燃性能,PP复合材料的最大热释放速率从纯PP的1 474 kW/m²大幅下降至177 kW/m²。

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【部分图文】：

图3 K和A–K的SEM照片

SEM能有效分析K及终产物A–K的微观形貌和结构变化，如图3所示，K主要呈不规则六边形的二维堆积结构，终产物A–K的微观结构已发生明显改变，结构更为紧密，粒径也发生明显改变，垂直A–K堆积方向长度约2～3μm。2.2阻燃性能

图4 PP和PP复合材料的热释放值(r)曲线

纯PP在热辐射下被引燃之后，快速燃烧至145s时达到最大热释放值(1474kW/m2)，且在短时间内热量全部集中释放；在维持复合材料总量为100g前提下，添加25%的IFR于PP后，PP复合材料的最大热释放值从纯PP的1474kW/m2迅速下降到438kW/m....

图5 不同温度段的凝聚相FTIR谱

为进一步探索和分析A–K在PP/IFR复合材料中的阻燃机理，通过不同加热温度下的实时FTIR研究该体系中基团特征峰的变化，可以推测PP复合材料在受热过程中发生的相关反应。如图5a所示，针对PP/IFR复合材料，在350℃时，在3000～2800cm–1和1500～130....

图6 PP/IFR和PP/IFR/A–K复合材料在450℃凝聚相FTIR谱

PP复合材料在450℃具有明显的变化，因此进一步考虑不同添加比例的A–K(0.5%～3.0%)在450℃的阻燃作用，相应的红外谱和复合材料在马弗炉煅烧10min之后的形貌如图6所示。从图6可见，在450℃时，PP/IFR复合材料在1462cm–1(—CH2)和1372c....

本文编号：4057017