纳米有机蒙脱土在与聚乙烯混合过程中剥离为纳米尺度的结构片层,均匀分散到聚乙烯基体中,从而形成纳米聚乙烯。这种插层复合技术是基于在传统工艺基础上的技术革命,不需要新的高昂设备投资,操作方便,环境友好,容易实现工业化生产。纳米聚乙烯在加工过程中比聚乙烯熔化得快,加工温度可低一些,由于纳米复合低密度聚乙烯交联电力电缆绝缘料能在稍低的温度下熔化,而且熔化的时间微短,这正是生产交联电缆料需要的也重要的关键工艺,这样它可以大大减小电缆料的预交联,提高了加工安全性大幅提高电缆料的产品档次,杜绝废次品。
聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化学腐蚀性好、综合力学性能优良及等优点,被广泛应用于化工、建筑、家电、包装、汽车等领域但由于纯PP树脂极限氧指数(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃烧时发热量大,燃烧速度快,并易产生熔滴,从而限制了其应用,因此对其阻燃化研究就显得尤为重要。
经过表面改性的MH和ATH在PP基体中分散均匀颗粒大都以原级颗粒形式分散于材料中。另一个行之有效的方法是,在体系中添加蒙脱土(MMT)等阻燃协效剂,以降低金属水合物的添加量。MMT是一种纳米级层状硅酸盐,添加到聚合物中,能降低燃烧时的热释放速率增加炭层连贯性。聚合物材料中直接添加无机MMT时,由于其与聚合物基体相容性较差,制备的复合材料性能往往难以达到实际应用要求因此需对其进行改性。
MMT本身具有无机物的刚性、热稳定性、尺寸稳定性等优点,有机改性的MMT(O-MMT)则能同时改善材料的阻燃性能力学性能及热稳定性能,且材料的阻隔性能及耐候性、耐油性均有所提高%3。将常规阻燃剂与纳米有机蒙脱土(O-MMT)和聚合物组成三元纳米复合材料,发现仅将少量纳米层状MMT加人到聚合物中即可降低聚合物的可燃性。研究还表明,使用了界面相容剂的O-MMT协局MH阻燃PP体系，其力学性能、阻燃性和耐热性都有了显著提高!
蒙脱土又名胶岭石、微晶高岭石，是一种硅酸盐的天然矿物质粘土，为膨润土矿的主要成分。蒙脱土具有层状结构，层间有可交换的阳离子如Na+等，通过离子交换反应，插层剂有机阳离子能嵌入蒙脱土片层问，使层间距离增大，并使蒙脱土由亲水性转变为亲油性，在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脱土层间使其剥离成纳米厚的片层分散到聚合物基体中，可以降低热释放速率，而且成炭性好，同时和其他阻燃剂有协同作用。
矿石法的无机阻燃剂因为是通过粉碎、研磨等方法得到、颗粒大小、表面均匀度都比化学法得到的材料差，大量添加会造成机械性能下降，因此多作为辅助阻燃剂使用，此时就要更多发挥其协效作用。蒙脱石和氢氧化物、含磷化合物等具有协效作用。硅酸盐是一种良好的成炭剂，和多种阻燃剂之间有协效作用。
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