阻燃与共混聚合物纳米复合材料
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纳米复合材料的介绍纳米复合材料是一种由纳米尺度的颗粒或纤维与基体材料相结合而形成的新型材料。
它具有独特的结构和性能,广泛应用于诸多领域,如材料科学、能源、电子、医药等。
本文将从纳米复合材料的定义、制备方法、特点和应用领域等方面进行介绍。
纳米复合材料是由纳米颗粒或纤维与基体材料相结合而形成的材料。
纳米颗粒的尺寸通常在1到100纳米之间,纳米纤维的直径通常在1到100纳米之间。
与传统的材料相比,纳米复合材料具有更大的比表面积和更多的界面,这使得其具有独特的物理、化学和力学性能。
纳米复合材料的制备方法多种多样,常见的包括溶胶-凝胶法、化学气相沉积法、溶液法、电化学沉积法等。
这些方法可以根据不同的需求和材料特性选择合适的制备方法。
例如,溶液法可以用于制备纳米颗粒的复合材料,而化学气相沉积法则适用于制备纳米纤维的复合材料。
纳米复合材料具有许多独特的特点。
首先,由于其纳米尺度的结构,纳米复合材料具有更好的机械强度和硬度。
其次,纳米颗粒或纤维的存在可以增强材料的导电性、导热性和光学性能。
此外,纳米复合材料还具有较好的化学稳定性和抗腐蚀性能。
这些特点使得纳米复合材料在材料科学和工程领域具有广阔的应用前景。
纳米复合材料在诸多领域有着广泛的应用。
在材料科学领域,纳米复合材料可以用于制备高性能的材料,如高强度、高导电性的复合材料。
在能源领域,纳米复合材料可以应用于太阳能电池、锂离子电池等领域,提高能源的转化效率和储存能力。
在电子领域,纳米复合材料可以用于制备高性能的电子器件,如柔性显示屏和传感器等。
在医药领域,纳米复合材料可以用于制备药物载体,实现药物的靶向输送和控释。
此外,纳米复合材料还可以应用于环境保护、食品包装等领域。
纳米复合材料是一种具有独特结构和性能的新型材料。
通过纳米颗粒或纤维与基体材料的结合,纳米复合材料展现出许多优异的特点,应用领域广泛。
随着纳米科技的不断发展,纳米复合材料将在各个领域发挥更加重要的作用,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。
聚合物阻燃方法聚合物阻燃方法是指对聚合物材料进行阻燃处理,以提高其阻燃性能的方法。
随着人们对安全性的要求越来越高,聚合物阻燃方法的研究和应用也越来越重要。
本文将介绍几种常见的聚合物阻燃方法。
一、添加阻燃剂添加阻燃剂是最常见的聚合物阻燃方法之一。
阻燃剂可以分为无机阻燃剂和有机阻燃剂两大类。
无机阻燃剂主要包括氢氧化铝、氢氧化镁、氢氧化钙等,可以通过释放水蒸气和吸热来降低材料的燃烧速率。
有机阻燃剂主要包括溴系阻燃剂、氮系阻燃剂等,可以通过吸热、气相阻断等机制来提高材料的阻燃性能。
二、表面涂覆阻燃剂表面涂覆阻燃剂是一种简单有效的聚合物阻燃方法。
通过在聚合物表面涂覆一层阻燃剂,可以形成一层保护层,降低燃烧速率和火焰蔓延速度。
常用的表面涂覆阻燃剂有磷酸盐、硅酸盐等。
三、改性阻燃改性阻燃是通过改变聚合物材料的结构和性能来提高其阻燃性能的方法。
常见的改性阻燃方法包括改变聚合物基体、添加改性剂、共混改性等。
通过改变聚合物的结构和性能,可以提高其耐热性、难燃性和烟雾抑制性能,从而提高阻燃效果。
四、纳米复合阻燃纳米复合阻燃是一种新兴的聚合物阻燃方法。
通过将纳米材料与聚合物基体复合,可以提高聚合物的阻燃性能。
常用的纳米材料包括纳米氢氧化铝、纳米氧化镁等。
纳米材料具有较大的比表面积和高吸附能力,可以有效地吸收热量和降低燃烧速率。
五、溶胀阻燃溶胀阻燃是一种特殊的聚合物阻燃方法。
溶胀阻燃剂可以在聚合物受热时溶胀生成一种隔离层,阻断热量传递和气相传质,从而延缓燃烧过程。
常用的溶胀阻燃剂有聚磷酸酯、聚丙烯酰胺等。
总结起来,聚合物阻燃方法主要包括添加阻燃剂、表面涂覆阻燃剂、改性阻燃、纳米复合阻燃和溶胀阻燃等。
不同的阻燃方法适用于不同的聚合物材料和阻燃要求。
通过选择合适的阻燃方法,可以有效地提高聚合物材料的阻燃性能,保障人们的生命财产安全。
希望本文对聚合物阻燃方法的了解有所帮助。
阻燃复合材料阻燃复合材料是一种具有阻燃性能的新型材料,它由多种材料经过特殊工艺组合而成。
在现代社会中,阻燃复合材料的应用已经非常广泛,它不仅可以用于建筑材料、电子产品、汽车等领域,还可以用于航空航天、船舶制造等高端领域。
下面我们将从材料特性、制备工艺、应用领域等方面对阻燃复合材料进行介绍。
首先,阻燃复合材料具有优异的阻燃性能,可以有效地减少火灾事故的发生。
它在受热时不易燃烧,能够有效隔绝火焰和热量的传播,从而保护人们的生命财产安全。
同时,阻燃复合材料还具有良好的机械性能和耐磨性,可以在恶劣环境下长时间稳定运行。
其次,阻燃复合材料的制备工艺主要包括原材料的选择、配比、混合、成型和固化等环节。
在原材料的选择上,需要考虑到不同材料的特性和相互配伍性,以保证复合材料的整体性能。
在配比和混合过程中,需要严格控制各种原材料的比例和混合均匀度,以确保复合材料的质量稳定。
在成型和固化过程中,需要根据具体的产品要求选择合适的工艺参数和工艺条件,以获得符合要求的最终产品。
最后,阻燃复合材料的应用领域非常广泛。
在建筑材料领域,它可以用于制作防火墙、防火门等防火构件,提高建筑物的整体防火性能。
在电子产品领域,它可以用于制作电路板、电缆等电子元器件,提高电子产品的安全性能。
在汽车领域,它可以用于制作汽车内饰、车身构件等,提高汽车的整体安全性能。
在航空航天、船舶制造等高端领域,它可以用于制作飞机、船舶的结构材料,提高航空航天、船舶的整体防火性能。
综上所述,阻燃复合材料具有优异的阻燃性能、良好的机械性能和耐磨性,制备工艺复杂,应用领域广泛。
它在现代社会中发挥着重要的作用,对于提高人们的生活质量、保护人们的生命财产安全具有重要意义。
希望随着科学技术的不断进步,阻燃复合材料能够得到更广泛的应用和进一步的发展。
聚合物纳米复合材料制备及其特性简介:随着科技的不断发展,纳米材料作为一种新型的材料受到了广泛的关注。
聚合物纳米复合材料是由聚合物基体和纳米填料相互作用形成的一种材料。
本文将介绍聚合物纳米复合材料的制备方法以及其特性。
一、制备方法:1. 溶液混合法:溶液混合法是制备聚合物纳米复合材料最常用的方法之一。
通常,将聚合物溶解于溶剂中,然后将纳米填料悬浮于溶液中,通过搅拌、超声波处理等方法使溶液中的纳米填料均匀分散。
最后,将混合溶液通过挥发溶剂或冷却固化等方法使聚合物凝胶化,形成聚合物纳米复合材料。
2. 堆积层析法:堆积层析法是一种将纳米填料层与聚合物基体交替堆积形成的方法。
首先,将纳米填料和聚合物溶液交替涂覆在基体上,然后通过热处理或固化来形成聚合物纳米复合材料的层积结构。
3. 原位聚合法:原位聚合法是在纳米填料表面进行聚合反应,将聚合物直接合成于纳米填料上。
通过原位聚合法可以实现纳米填料与聚合物基体的良好粘接,提高复合材料的结合强度和界面性能。
二、特性:1. 机械性能:聚合物纳米复合材料具有优异的机械性能。
纳米填料的加入可以有效阻止聚合物的微观流动,增加聚合物的刚度和强度。
同时,纳米填料的界面效应还可以增强聚合物与填料之间的相互作用,提高复合材料的界面粘结强度。
2. 热稳定性:聚合物纳米复合材料具有较好的热稳定性。
纳米填料的高比表面积和特殊的晶体结构可以吸附和分散聚合物分子,形成热稳定的屏障,增强材料的耐高温性能。
3. 导电性能:聚合物纳米复合材料还具有良好的导电性能。
添加导电性的纳米填料,如碳纳米管、金属纳米颗粒等,可以使聚合物纳米复合材料具有导电功能。
这种导电性能广泛应用于柔性电子器件、传感器等领域。
4. 光学性能:纳米填料的尺寸效应和光学效应使聚合物纳米复合材料具有特殊的光学性能。
例如,在可见光波长范围内,利用纳米填料的光学散射和吸收特性,可以实现材料的抗紫外光、抗反射和光波长度调制等功能。
5. 阻燃性能:聚合物纳米复合材料还具有较好的阻燃性能。
第四章聚合物基纳米复合材料聚合物基纳米复合材料指的是由纳米颗粒嵌入到聚合物基质中形成的一种复合材料。
由于纳米颗粒具有特殊的性质和高比表面积,与基质的相互作用使得聚合物基纳米复合材料具有许多优异的性能,包括力学性能、热学性能、电学性能和光学性能等。
这些特性使得聚合物基纳米复合材料在各个领域具有广泛的应用潜力。
聚合物基纳米复合材料的制备通常分为两个步骤:纳米颗粒的合成和复合材料的制备。
首先,纳米颗粒可以通过溶液法、溶胶-凝胶法、气相法和机械法等不同的方法进行合成。
合成的纳米颗粒可以是金属、氧化物、粉末和纳米碳管等。
然后,将合成得到的纳米颗粒与聚合物基质进行混合,通过溶液浸渍法、熔融共混法、热交联法等不同的方法进行复合材料的制备。
聚合物基纳米复合材料具有许多优秀的性能。
首先,由于纳米颗粒的加入,复合材料的力学性能得到了显著的改善。
纳米颗粒可以增加材料的强度、刚度和耐磨性等。
同时,纳米颗粒的高比表面积也有利于聚合物与纳米颗粒之间的相互作用,从而提高材料的耐热性和耐候性。
其次,聚合物基纳米复合材料还具有良好的导电性和光学性能。
纳米颗粒的导电性和光学性质可以直接作用于复合材料,在电子器件、传感器和光学器件等领域具有广泛的应用前景。
另外,纳米颗粒的尺寸和形状也可以对材料的导电性和光学性质进行调控,进一步扩展了材料的应用范围。
此外,聚合物基纳米复合材料还具有良好的阻隔性能和增强效应。
纳米颗粒的加入可以显著提高复合材料对气体、水汽、有机物和防火等有害物质的阻隔能力。
同时,纳米颗粒与聚合物基质之间的相互作用也可以增强复合材料的韧性和断裂韧性,提高材料的耐久性和可靠性。
综上所述,聚合物基纳米复合材料具有多种优异性能,可以应用于材料科学、电子器件、传感器、光学器件、耐热性材料、阻隔材料和增强材料等领域。
随着纳米技术的发展和成熟,聚合物基纳米复合材料将在更多的领域得到广泛应用。
纳米材料阻燃性能及应用前景研究进展引言纳米材料是一种具有尺寸在纳米量级(1-100纳米)的特殊材料,相比传统材料,具有独特的物理、化学和电子性质。
纳米材料具有较大的比表面积、比表面活性和较小的尺寸效应等特点,使其在许多领域具有广泛的应用潜力。
其中一个应用领域是阻燃材料。
随着纳米材料在阻燃领域的研究日益深入,人们对纳米材料阻燃性能及其应用前景产生了浓厚的兴趣。
本文将对纳米材料阻燃性能及应用前景的研究进展进行综述。
一、纳米材料阻燃性能纳米材料由于其特殊的尺寸效应和表面效应,使其具有优异的阻燃性能。
研究表明,纳米材料可以通过以下几个方面来提高材料的阻燃性能:1. 溶胶-凝胶法制备纳米材料溶胶-凝胶法是一种常用的纳米材料制备方法,通过控制溶胶和凝胶的反应条件,可以调控纳米材料的结构和性能。
例如,采用溶胶-凝胶法合成无机氧化物纳米材料,可以提高阻燃材料的热稳定性和耐燃性。
2. 纳米粒子的表面修饰纳米粒子的表面修饰可以增强材料的阻燃性能。
通过改变纳米粒子的表面性质,可以增强材料的炭化特性、抑制热解和延缓燃烧速率。
近年来,研究人员通过将聚合物包覆在纳米粒子表面或利用金属氧化物修饰纳米粒子表面等方法,成功提高了材料的阻燃性能。
3. 纳米复合材料的构筑纳米复合材料是指将纳米材料与基体材料进行复合得到的材料。
通过在基体材料中引入纳米材料,可以提高材料的热稳定性、抗烧蚀性和抑制烟雾生成能力。
研究发现,纳米复合材料具有更好的阻燃性能和热分解特性,具有广阔的应用前景。
二、纳米材料阻燃应用前景纳米材料具有出色的阻燃性能,可以在多个领域应用,拥有广阔的前景。
以下是几个纳米材料在阻燃领域的应用前景:1. 电子设备随着电子设备的普及,电子设备的火灾事故也时有发生。
纳米材料作为阻燃新材料,可以有效提高电子设备的安全性能,降低火灾事故的风险。
2. 轻量化材料纳米材料具有轻质、高强度和良好的抗热性能,可以用于制造轻量化材料,如汽车和飞机等。
新型复合材料的种类有哪些复合材料是由两种或以上不同性质的材料组合而成,形成了新的材料。
在新材料领域,复合材料具有许多独特的特性,如轻质、高强度、耐腐蚀、耐磨损、导电、导热、隔热、阻燃等。
因此,复合材料在许多领域中得到了广泛应用,如航空、汽车、建筑、体育用品、医疗设备等。
下面是常见的新型复合材料种类及其特点。
一、纳米复合材料纳米复合材料是由纳米颗粒和基质材料组成的。
纳米颗粒的尺寸在1-100纳米之间,因其具有高比表面积和量子效应等独特的性质,可以在材料基质中形成新的界面和相互作用。
这些特性使得纳米复合材料具有优异的力学性能、导电性能、热稳定性和化学稳定性等。
例如,纳米碳管复合材料在导电性和力学性能方面具有优异的表现,可用于电子器件和结构材料。
二、高分子基复合材料高分子基复合材料是以高分子材料为基体,添加其他材料而形成的材料。
这种复合材料具有高分子材料的特性,如可塑性、韧性、耐化学性、耐热性等,并且由于添加了其他材料,具有更高的强度、硬度、导电性、导热性等性能。
例如,碳纤维增强聚合物复合材料在航空、航天等领域中得到了广泛应用。
三、金属基复合材料金属基复合材料是由金属基体和其他材料组成的。
这种复合材料通常具有优异的力学性能和导热性能,但也容易发生热膨胀不匹配和腐蚀等问题。
为解决这些问题,近年来出现了许多新型金属基复合材料,如纳米晶金属复合材料、金属基纤维复合材料、金属基碳纤维复合材料等。
四、陶瓷基复合材料陶瓷基复合材料是以陶瓷为基体,添加其他材料而形成的材料。
陶瓷基复合材料具有优异的耐磨性、耐腐蚀性和高温稳定性等特性,因此在航空航天、能源、化工、医疗等领域中得到了广泛应用。
例如,碳化硅纤维增强陶瓷复合材料可以用于高温部件和高速机械设备。
五、纤维增强复合材料纤维增强复合材料是由纤维和基质组成的。
纤维可以是碳纤维、玻璃纤维、芳纶纤维等,基质可以是聚合物、金属、陶瓷等。
纤维增强复合材料具有高强度、高刚度、轻质等特性,因此广泛应用于汽车、航空、体育器材等领域。
8 阻燃与共混聚合物纳米复合材料8.1 介绍在过去十年里,作为在应用中被证明和在文献中被大量报道的,纳米粘土作为添加剂在提高强度和聚合物阻燃表现中被广泛应用。
尽管在像控制氧化燃烧时间现象等一些方面仍然不太明确,纳米粘土反应的机理现在已经被较好的理解。
在纳米复合材料聚合物燃烧时,表面层在纯聚合物上方形成,因为少量的热量被转移到没有分解的材料中,它作为质量和热量的保护物,减缓了质量输送分解的气体到表面层。
而且,在纳米粒子表现中,在表面层的表面温度增加的远超过所谓的聚合物氧化浓度,这就导致了表面再辐射丢失,因此,减少的热量转化为固体。
表面层的形成通过锥形量热仪已经被大量研究所观察,通过对相当的薄样品观察,相对于纯聚合物的热量释放速率(PHRR)它有一个很明显的下降。
Zhang, Delichatsios,和Bourbigot也研究了表面层数字上的影响,发现在表面层界面的热量转移的减少,纯聚合物与大量经过退化分解的保留在表面上的纳米微粒正好成相反比例(如果纳米颗粒的密度少于10%)。
近年来,纳米粘土已经被用于共混聚合物中。
聚合物共混相比那些单一的实现性能的组分更具优势,是一种有用并且实际的技术。
共混聚合物一个显著的优点是,作为设计与合成全新的单体和聚合物,它减少实验和发展开支。
共混聚合物经常提供新聚合物结构不宜获得的侧面结合的性能。
这些优势能增加实验趣味性,并且也能找到共混聚合物综合的评论。
概括来说共混聚合物可以分为三类:易混合的,部分易混合的,和不能混合的混合物。
一个基于混合物类型的基础的详细的分类被展现:弹性混合物,工程共混聚合物,包含透明聚合物的混合物,冲击性改进的混合物,液相透明共混聚合物等等。
共混聚合物现在已被广泛的应用,包括自动化工业、计算机和其它商业机器外壳、电子部件、电器用具、消耗产品、建筑和工业应用。
大多数应用要求共混聚合物有良好的火性能,但是不幸的是,因为自然界的聚合物(低可燃性,高热量燃烧性,和熔化趋势),所以对大多数共混聚合物并不是这种情况,。
因此,传统的阻燃剂(主要是氧化物),最近,在被要求有良好的烟气层温度的应用中纳米粘土被添加到共混聚合物体系。
尽管在纯聚合物纳米粘土阻燃影响上有大量的研究,但是却只有相当少的关于对引导共混聚合物体系研究。
在表格8.1中,共混聚合物和测试整理如下。
从这张表格中,非常明确的可以知道大多数都致力于共混聚合物纳米复合材料的形态学和热稳定性的研究;很少有研究实际上注意它们的阻燃性。
尽管如此,这些研究已经得出结论:往共混聚合物里添加纳米粘土在:(a)机械性能,(b)增容作用,(c)粘度,(d)热稳定性,(e)阻燃性等方面有显著进展。
在这篇文章中,我们通过基于作者的经验和文献陈述了一篇关于纳米粘土延缓剂在共混聚合物中应用的摘要。
因为这项工作的主要目的是纳米粘土在共混聚合物中阻燃影响的研究,所以我们主要从:(a)纳米粘土的散布,(b)流变学,(c)热稳定性,(d)阻燃性(氧化、火势范围、毒性)几个方面来研究影响共混聚合物阻燃性能的表现,纳米粘土对机械性能与增容作用的影响在文献中很容易的被发现并列在表8.1中。
一个关于纳米微粒在共混聚合物中参与的机械性能也在其中。
这篇文章按下列方式进行组织。
首先,我们采用相同的技术对在共混聚合物中离散的纳米粘土进行表征。
离散的水平已经被展现对聚合物有一个基础的阻燃影响——纳米复合材料粘土作为一个片状脱落和夹层的聚合物—粘土体系似乎享受这种减少阻燃性。
第二,纳米粘土在共混聚合物的粘性的影响也被讨论。
在氧化燃烧时随着浓缩相温度的增加,大多数聚合物在它们自身重量下能够有效在较低的粘度下流动。
这是超级不受欢迎的,尤其是当最后的产品在垂直方向上应用的时候,因为融化物会滴下,就有形成火灾的潜在可能,这样会增加火势范围。
热稳定性结果将在接下来提到,紧随其后的是锥形量热仪。
纳米粘土在溶解渐混纯纳米粘土(NC) 和乙烯-醋酸乙烯共聚物/低密度聚乙烯/纯纳米粘土(EV A/LDPE/NC)的影响表现在图8.1X射线衍射图形上。
这是经过Zhang 以及其他人允许后作出修改的。
EV A/LDPE纳米复合材料的燃烧速率在之前通过对纯纳米复合材料聚合物研究的成熟方法进行了验证。
最后,从文献的关建中发现纳米粘土和其他的阻燃剂的协同影响的可能性被展现。
8.2形态学表征8.2.1散布表征正如表8.1所展现的,这些技术通常应用于聚合物—粘土体系【像XRD、SEM(扫描电镜)、TEM(横向电磁场)也被应用于纳米复合材料共混聚合物】。
虽然有效,但是由于在离散水平确定的困难性(比如剥落物和插入),SEM、TEM的结果是定性的。
相比较而言,XRD在纳米粘土的离散中提供更多的定性数据。
在这一部分,将只展示XRD测试的结果,有兴趣的读者可以从表8.1中SEM和TEM相关的文献中查找这些东西。
XRD包括解释有一段固定波长的样品的X-射线,基于反射辐射所记录的强度,计算出粘土片晶的距离。
研究表明,与纯纳米粘土相比较纳米复合材料共混聚合物有一个散射角的减少,大约2θ(和粘土片晶有相反的比例)。
图8.1展示了一个关于乙烯基醋酸盐/低密度聚乙烯(EV A/LDPE)通过有机蒙脱土(OMMT, 5 wt%) 改良的混合物的XRD的分析例子,测试通过用CuK α辐射(λ= 154,062 ˚A) 在连续模式(step 0.02º,1 秒获得时间)下进行菲利普斯X伯特衍射得到。
纯纳米粘土集中在3.0º 2θ显现了一个衍射标记,反映出夹层平均距离是29.4 ˚A,这对有机蒙脱土是非常有价值的。
EV A/LDPE的组成—基础的材料完整的在表8.2中列出,它们也在这篇文章中广泛使用。
EVA/LDPE混合物通过有机粘土(OMMT)和两种阻燃剂(氢氧化铝(A TH)、氢氧化镁(MH))改良而成。
对于EV A/LDPE/纳米粘土,对应的标志转变成2.3◦2θ,代表着平均夹层距离是38.4 ˚A (与纯OMMT相比较来说增加了9 ˚A),表明了在纳米粘土偏激聚合物链的可能性。
这个发现正如图8.2所列出的一样通过EV A/LDPE/NC的SEM 显微照片提供支持,在聚合物模型中没有检测到大的类晶团聚体,表明黏土的离散是亚微米级别的。
Acharya 和Gcwabaza 等其他人通过XRD分别研究了纳米粘土装填到引导纳米复合材料共混聚合物对一个乙烯丙烯二烯三元共聚物(EPDM)(三元乙稀橡胶)/EV A和一个聚丙烯/聚酯(丁烯琥珀酸盐)((PP/PBS)混合物形态学上的影响。
两个研究都表明由于随着纳米粘土填入量的增加纳米粘土强度衍射峰的增长,但是(2θ) 位置的峰似乎并没有随着纳米粘土的增加而有所影响。
8.2.2粘度为了增加共混聚合物的粘度,添加剂(像传统的阻燃剂(主要是氧化物)和最近用的纳米粘土)被加入到共混聚合物体系。
像报道中那样,现在的作者最近进行EV A/LDPE纳米复合材料动力学流变学的测量。
图8.3(a)和(b)分别比较了EV A/LDPE混合物和没有纳米粘土作为温度和频率的功能的复杂粘度。
通过一个RDA II型动力学分析流变计电流计测量在1mm-厚的样品得出结果。
在恒定温度(140◦C) 和拉力振幅从0.1-100 rad/s进行频率扫描测试。
对温度扫描测试,样品在氮气环境下及稳定的流动下(10 rad/s) 和拉力振幅(10%)从300加热到500ºC(15◦C/min)。
两项实验中,纯混合物中添加 5 wt%的纳米粘土对粘性的增大是意义重大的。
对于图8.3(a)中的流率扫描实验中,与纯混合物在−0.35相比,EV A/LDPE/纳米粘土在−0.54表现出了绝对的组分力切变稀释,表明聚合物粘土和粘土相互作用的重要性,并且因此表明插入纳米复合材料体系也被XRD分析所支持,与纯混合物相比聚丁烯/纳米粘土在直径间距有一个9 ˚A的转变。
在图8.3(b)的温度扫描实验中表明纯混合物的粘度在400ºc 左右增加到峰值,这很有可能是因为脱乙酰作用和轻泡沫与EV A聚合物的局部交叉连接有关。
这个峰保留在EV A/LDPE/纳米粘土中,但是它的量级增长是显著的,这表明没有融化滴落并且因此在纳米粘土表现中减小阻燃性。
图8.3的结果与其他实验者的结果相一致,它也研究了纳米粘土对共混聚合物在粘度上的影响。
Lee和其他人在一个聚甲基丙烯酸甲基(PMMA)/聚酯(苯乙烯丙烯腈)(poly(styrene-co-acrylonitrile))中用三种纳米粘土,自然的(Cloisite Na+)和两个有机改良的甲基戊基三羰基锰(MMTs (Cloisite 25A and Cloisite 15A)),在聚甲基丙烯酸甲基/聚(苯乙烯丙烯腈)(PMMA/SAN)混合物中发现有机改良蒙脱土(OMMTs)能显著增加粘度,然而最初的MMT几乎没什么影响。
同样的,在文献中,尼龙6/高密度聚乙烯(PA6/HDPE) 混合物和OMMT一起尤其是在低流率范围内能增加其粘度。
纳米粘土(C20A)在PP/PBS混合物中的粘度也被测试,随着纳米粘土的导入能观察到粘度的剧增。
这个结果也表明存在一个有争议的加入(这个实验中是1%)是因为在高C20A加入后网状物或凝胶状结构的形成使得它对应于由液相转为固相。
8.3热重分析尽管像示差扫描量热法和示差热分析等技术都被应用到共混聚合物中,但是热重分析(TGA)是应用最广泛的热分析技术。
在这一部分,由于(初始降解温度、降解速率和一些活跃的参量)的结果在材料对火灾阻燃性的代表性,我们将仅限于对TGA的讨论。
图8.4表明了纯EV A/LDPE混合物和EV A/LDPE纳米复合材料在空气和氮气环境下的热重损失(%)和降解速率(%/◦C) 。
在氮气环境下,EV A/LDPE和EV A/LDPE纳米复合材料的剖面图是相似的,都表现出了两步降解。
第一步,发生在300 到400◦C之间,就像是和乙酸损失对应的一样,然而第二步包括了通过进一步的原子团分离导致主干的热降解。
纳米粘土的存在加速了EV A的脱乙酰作用,这和Zanetti等人的结果是一致的。
第二步重量损失也受纳米粘土存在的影响,与EV A/LDPE相比,EV A/LDPE/NC 第二步的重量损失开始较早些,这可能与通过纳米粘土诱导了聚合物起催化作用有关,这个结果也与文献中对PE 和PP测试结果一致。
热氧化降解由于氧气的存在提升了额外的降解方法而变得更加复杂。
像图8.4所表示的一样,EV A/LDPE和EV A/LDPE/NC的降解主要包括三步分解。
在氮气中主要重量降解的两步仍保留在热氧化环境中。
但是,在实验的最后有一个额外的步骤,就是在反应步骤中氧化时有一个含碳残渣的形成。