ZB阻燃复合材料的拉伸性能.pdf

化工进展
2010年第29卷第11期
CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS
2139
mareo EC/e/Con
研究开发
SMい
PP/Al(OH/Mg(OH2/ZB阻燃复合材料的拉伸性能
梁基照,陈莹
(华南理工大学机械与汽车工程学院,广东广州510640)
摘要:制备了氢氧化铝、氢氧化镁、明酸鋅和纳米碳酸鈣填充聚丙媂3种阻燃复合材料,应用CMT4104型万
能试验机在室温下测试其拉仲性能。结果表明,复合材料的扯断应变随着阻燃剂质量分数的增加而下降,拉伸
强度近似呈线性减小,弹性模量则呈非绒性提高。
关键词:聚丙烯;弹性体;阻燃复合材料;拉仲性能
中图分类号:TQ333
文献标志码:A
文章编号:1000-6613(2010)1-2139-04
Tensile properties of flame retarded PP/A(O#) / M (OH)/ZB composites
LIANG Jizhao, CHEN Ying
( School of Mechanical and Automotive Engineering, South China University of Technology
Guangzhou 510640, Guangdong, China)
Abstract: Flame-retarded polypropylene composites were prepared with fillers of aluminum hydroxide
[ A1(OH)]], magnesium hydroxide [Mg(OH)2], zinc borate(ZB )and nano calcium carbonate( Caco
The tensile properties were measured at room temperature with an electronic universal test machine
Model CMT4104 ).Results showed that with the increase in flame retardant content, the tensile
strength decreased approximatively linearly, while the tensile fracture strain decreased and the elastic
modulus increased nonlinearly
Key words polypropylene; elastomer; flame retardant composite; tensile properties
氢氧化铝[Al(OHl和氢氧化镁[Mg(OH2l阻是考察阻燃剂含量以及Nano-CaCO3和POE对
燃剂具有热稳定性好、无毒、抑烟、分解温度高、PP/Al(OH)/Mg(OH)2/ZB复合材料的拉伸性能的
价格便宜等优点,应用其制备的阻燃聚丙烯(P)影响
近年来受到越来越多的关注,但A(OH、1实验部分
Mg(OH2的阻燃效率较低,需较大填充量才能有明
显的阻燃效果,而高填充量势必导致材料的力学性1.1原材料
能下降。
聚丙烯,牌号为CJS-700G,广州石化厂产品,
为改善聚丙烯复合材料的物理力学性能及降密度为0.910gcm;阻燃剂,AI(OH)的相对分子
低产品的成本,可填充纳米碳酸钙Nano-CaCO31质量为780,密度为2.42g/cm3,8000目;Mg(OH)2
或弹性体等填料。乙烯-辛烯共聚物(POE)是近的相対分子质量为75.33密度为2.39g/cm3,7000
年来采用原位聚合制备的新型热塑性弹性体,具有目;硼酸锌(ZB2335),相对分子质量为434.62,
较高的剪切敏感性,与PP相容性好,与PP共泥时密度2.89g/cm3,熔点980℃。阻燃剂均由佛山市
更容易得到较小的弹性体粒径和较窄的粒径分布,
具有较高的增韧效果?
收稿日期:2010-05-10;修改稿日期:2010-06-05
第一作者简介:梁基照(1953-),男,教授,博士生导师,主要从
作者在先前的工作中研究了 PP/Al(OHDy事聚合物材料加工及成型机械没计领域的教学和科研工作。电话
Mg(OH》2ZB复合材料的阻燃性能。本研究的重点087179E-mailscutizl@sohu.com
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化工进展
2010年第29卷
金戈消防材料有限公司提供,并采用硅烷偶联剂对
粒子的表面进行处理。纳米碳酸钙,型号CC-A,
平均粒径40nm,密度2.50g/cm3,江西安源科技化
工实业有限公司提供。POE,商品名 Engage,牌号
8180,密度0.870gem3,美国杜邦公司产
ビ15
1.2试样制备
5--28.6%
10
2一?-9.1%63.9%
PP粒料与经表面处理的Nano-CaCO3、
ー9=16.7%7ー、=375%
23.1%8一中=41,2%
AI(OH3、Mg(OH)2、2B粉体以及POE颗粒在
CH-10DY型高速混合机中混合,其中
0.10.00.10,20.30.40.50.60.70.8
Nano-CaCO3用硬脂酸表面处理。然后投入TSE-2
型同向旋转双螺杄混炼挤出机进行熔融共泥、挤
图1 PP/Al(OH)2/Mg(OH)2ZB体系的拉伸应力-应变曲线
出造粒,制备出3种阻燃PP复合体系:P
Al(OH):/Mg(OH) 2/ZB PP/A1(OH)3/Mg(OH)2/ZB/
Nano-caco3 PP/A1(OH /M(OH)2 /ZB/Nano
6
CaCO/POE复合材料。Nano-CaCO3、POE和硼酸
锌与PP的共混比分别为3%、10%和4%,
15
Al(OH)Mg(OH》的质量比为1:2,阻燃剂质量分
10
1-=0
5--28.6%
数()分判为0、9.1%、16.7%、23.1%、28.6%、
2一?=9.1%6一=3.39%
16.7%7ー37.5%
33.3%、37.5%和41.2%
0
4一向23.1%8-?4112%
复合材料在101-4型电热真空干燥箱中于常压
0.
0.2
和80~85℃下干燥4h。最后,应用UN120A型数
控全自动注塑机成型拉伸试样。
图2PPAI(OH)yMg(OH)2/ AB/NANO-CACO3体系的
1.3仪器及方法
拉伸应力-应变曲线
采用深圳市新三思材料检测有限公司的
CMT4104型微机控制电子万能试验机在室温
下测量复合材料的拉伸性能。拉伸性能测试按
GB/T1040-1992进行,十字头上升速率为50
mm/min,测试结果取5个试样测试数据的平均值。
试件的平均厚度为2.90mm,平均宽度为12.90mm
15
5-9=28.6
2结果与讨论
2--9.1%6一93.3%
6.7%
2.1拉伸应力-应变曲线
1 Vo
图1~图3分别为3种复合体系的拉伸应力-应
0.40.6
0.8