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当复合聚烯烃材料用作绝缘料时,其介电性能是重要的参数之一,而其吸水性则会影响介电性能及长期使用稳定性。当聚合物的单体是亲水性的极性单体,或带有鞍酸盐基团时,吸水性会更强从而导致材料电阻率降低,绝缘性能变差,甚至绝缘层被击穿导致漏电,并且存在终引燃电缆材料发生火灾的风险。大多数电缆材料用聚合物可燃.有的在燃烧时会产生大量的有毒气体和浓烟,对环境造成危害并威胁生命财产安全。因此要控制绝缘材料的吸水量。
表面改性是指用物理、化学方法对粒子表面进行处理,有目的地改变粒子表面的物理化学性质,如表面原子层结构和官能团、表面疏水性、电性、化学吸附和反应特性等。这样各种表面改性剂与颗粒表面化学反应和表面覆处理改变颗粒的表面状态,提高表面活性,从而改善或改变粉体的分散性、和高分子材料的相容性等。常用的表面改性剂有脂肪酸及其衍生物,如油酸、硬脂酸等,偶联剂,高分子材料等。表面改性的方法有干法和湿法等。干法是粉体在加工过程中,利用高速混合机,在粉体表面包裹一层改性剂。湿法表面处理是直接把表面处理剂或分散剂加入无机阻燃剂悬浮液中,进行表面处理。
为了进一步提高尼龙与蒙脱土在阻燃中的作用,将蒙脱土添到到尼龙中会进一步提高其成炭性能,对此进行多年的研究与开发。实事证明尼龙蒙脱土复合母粒具有非常好的成炭效果,有数据显示,同样是10克添加量的情况,蒙脱土复合母粒、尼龙6和季戊四醇经燃烧后产生的炭渣份数分别是49.7%、31.2%和29.4%,尼龙蒙脱土母粒的炭残留量要比其它两种成炭剂高出约20%左右。
聚合物/蒙脱土纳米复合材料是当今众多无机纳米粒子改性复合材料中有潜力的一类纳米复合材料。由于蒙脱石具有特的层状一维纳米结构特性,形态特性,层间具有可设计的反应性,超大的比表面积(750m2/g)和高达200以上的径/厚比。
纳米蒙脱土系蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成,平均晶片厚度小于25nm,蒙脱石含量大于95%。具有良好的分散性能,可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂,提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等,从而起到增强聚合物综合物理性能的作用,同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加,也可以在熔融时共混添加(通常采用螺杆共混)。
蒙脱土主要成分蒙脱石,是由两层Si—O四面体和一层Al-O八面体,组成的层状硅酸盐晶体,层内含有阳离子主要是钠离子,镁离子,钙离子,其次有钾离子,锂离子等。蒙脱土的纳米有机改性目的是为了:将层内亲水层转变为疏水层,从而使高聚物与蒙脱土有更好的界面相容性。
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