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1、中国科学技术大学 硕士学位论文 阻燃硅橡胶/无机物复合材料的制备及性能研究 姓名：方守林 申请学位级别：硕士 专业：无机化学 指导教师：胡源;宋磊 20080501 摘要 摘要 硅橡胶是一种重要的合成橡胶，具有优良的耐高低温性、耐老化性、优良的 电绝缘性能和无毒无味等性能，成为近年束备受关注的一类聚合物，被广泛应用 于航空航天、电子电器、井下矿山、电线电缆等重要领域。虽然硅橡胶能耐一定 的高温，但一旦着火就具有持续燃烧的性质且硅橡胶的很多应用领域对阻燃要 求更加严格，因此，硅橡胶的阻燃研究己引起广泛的关注。作者结合国内外文献 调研和本课题组的有关工作基础，认为将纳米阻燃技术与传统阻燃技术相结合
2、， 能实现硅橡胶无卤阻燃化的同时，综合优化其它性能。本文在选择无机阻燃剂时， 充分考虑阻燃剂的纳米化、纤维化，并与其它阻燃协效剂合理复配使用，制备了 综合性能优异的无卤阻燃硅橡胶复合材料。本文主要研究内容如下： 第一，研究了F e 2 0 3 ，T i 0 2 两种过渡金属氧化物和稀土氧化物( 1 a 2 0 3 ，C e 0 2 ) 对硅橡胶耐老化和阻燃协效性的影响。研究发现，加入金属氧化物能有效地提高 硅橡胶的耐老化和耐热性能；锥形量热实验研究表明余属氧化物能有效降低硅橡 胶( S R ) 氢氧化镁( M H ) 复合材料的热释放速率( H R R ) ，延长点燃时问，说明余属 氧化物和M
3、 H 之间存在一定的协效作用；有机蒙脱土( O M T ) 的加入能进步降 低S R M H F e 2 0 3 体系的H R R ，同时提高了复合材料的力学性能。 第二，以碱式硫酸镁晶须( M H S H ) 为阻燃剂，微胶囊红磷( M R P ) 作协效阻 燃剂，制备了无卤阻燃硅橡胶复合材料。加入M H S H 后，材料的拉伸强度降低的 不多，断裂伸长率下降较大，结合材料的硬度及动态力学性能，说明材料表现出 类固体行为；加入乙烯基硅油( V S F ) 能起到相容剂的作用，提高了复合材料的力 学性能；燃烧实验结果表明，M H S H 能有效提高硅橡胶的阻燃性能，M H S H 和 M R
4、P 之间存在协同阻燃效应；热分析研究表明，M I 冲的加入提高了复合材料在 高温区的热稳定性。 第三，选择纳米镁铝水滑石( M g A lL D H ) ，与硅橡胶通过熔融共混法制备 了S 刚M g A lL D H 纳米复合材料。当L D H 添加量小于2 0 p h r 时，材料的力学性能仅 出现了小幅度地下降：燃烧实验研究表明，L D H 能有效提高硅橡胶的阻燃性能， 日与同样添加量的M H 相比，L D H 的阻燃作用更明显：热分析研究表明，S R L D H 纳米复合材料的热稳定性与纯S R 相比有所降低。 第四，通过熔融共混制备了乙烯一醋酸乙烯共聚物( E V A ) S R 共混
5、物，研究 了不同硫化剂对共混物的硫化行为和力学性能的影响，其中用过氧化二异丙苯 ( D C P ) 硫化的材料力学性能明显高于过氧化苯甲酰( B P O ) 硫化体系，硫化曲线测 试研究表明，D C P 能有效地提高共混物的交联密度：通过水热法合成了铁基蒙 I A B S T R A C 丁 o ft 1 1 eM H S Hw h i s k e r si nS Rm a t r i x ，a n dc o n s e q u e n t l yt h em e c h a n i c a lp r o p e r t i e so f c o m p o s l t e sw e r ei
6、 m p r o V e d F l 猢a b i l i t ye x p e r i m e n t sd a t as h o w e dM H S Hw h i s k e r s s i g n i f i c a l l t l yi m p r o V e dt h ef l a m m a b i l i t yp r o p e n i e so ft h e6 l l e dS R ，a n dM R Pw a sa n e f 琵c t i V es y n e r g i S t T h e r m o g r a v i m e r i ca n a l y s i
7、s ( T G ) i n d i c a t e dt h ep r e s e n c eo fM R P e n k m c e dt h e r n l a ls t a b 订i t yo ft h eS R M H S Hc o m p o s i t e sa th 远h e rt e m p e r a t u r e r a n g e T h i r d l y ，S R M g A lL D Hn a n o c o m p o s i t e sw e r ep r e p a r e dv i am e l tc o m p o u n d i n g ， a n d
8、i t sf b u n dt h a tt h em e c h a n i c a lp r o p e n i e so f n a n o c o m p o s i t e s 、 ，e r es l i g h t l yr e d u c e d a t1 0 wc o n t e n to f2 0 p h rL D H 7 n l eb u m i n ge x p e “m e n t ss h o w e dt h a tL D Hc o u l d s i g n i f i c a n t l yi n c r e a s et h en a m er e t a r
9、 d a n c yo fS R ，a n da tt h es 锄ea d d i t i o n ，n a m e r e 伽d a n te 衔c i e n c yo fL D Ho ns i l i c o n em b b e rw a Sh i 曲e rt h a nM H T Gc u e s s h o w e dt h a tt h e i n c o 印o r a t i o no fL D Hr e d u c e dt h et h e n n a ls t a b i l i t vo f n a n o c o m p o s i t e s F o u r t
10、h l y ，E V A S Rb l e n d sw e r es u c c e s s f u U yp r e p a r e dv i am e l tc o m p o u n d i n g ，a n d t h ee 凰c to fd i f f e r e n tV u l c a l l i z i n ga g e n to nt h ev u l c a n i z a t i o nb e h a v i o ra n dm e c h a n i c a l p r o p e r t i e so fE V A S Rb l e n d sw e r ei n
11、v e s t i g a t e d T h er e s u l t ss h o w e dt 王1 ed i c u m 、r 1 p e r o x i d e ( D ( ：P ) - c u r e ds a m p l e sh a db e t t e rm e c h a n j c a l p r o p e r t i e s t h a n b e n z o y l p e r o x i d e ( B P O ) 一c u r e ds a m p l e s ，a n dt h ev u l c a n i z a t j o nc u r v e sd i
12、s p l a y e dt h ef o r n l a t i o n o fh i g h e rc r o s s l i n kd e n s i t yi nD C P c u r e ds y s t e m T h eF e O M Tw a s s y n t h e s i z e du s i n g h y d r o t h e 九n a lm e t h o d ，a n dE 、f A S R F e O M T n a n o c o m p o s i t e sw e r ep r e p a r e d F e 。0 M Tw a sm o r ee f
13、f e c t i V ei n i m p r o v i n gt h en 锄er e t a r d a n c ya n dm e c h a n i c a l p m p e r t i e so fE V S 刚O M Tn a n o c o m p o s i t e st h a I lN a O M Tw a L s T Gr e s u l t ss h o w e d t h a tt 王1 ea c e t y la c i de l i m i n a t i o nw a s p r o m o t e dd u et ot h ec a t a l y t
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16、 ，s y n e 唱i s t i ce f 瓷c t 中国科学技术大学学位论文原创性和授权使用声明 本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作 所取得的成果。除己特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含任 何他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究 所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。 本人授权中国科学技术大学拥有学位论文的部分使用权，即：学 校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子 版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入有关数据库进行检 索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 保密的学位论文在解密后也遵守此规定。 作者签名：弛 沪确年毛只日 第一璋弦( f i I 箭必 囊薹；冀! 二囊蓁羹薹囊羹蓁m 小蓁豪甄蒯攀毒i 劫i 举 鞋裂垂蕈雾i 卜i ；夔羹鼯蓼 赢j 譬喜。霎霉霉差萋萼薤羹囊描；一萤始i 忠萏拄蒂薹矍攥掣古至；呀溜蓁醺H 堇薹麓霎銎 鹫鬓基霍物篓露羹黉辫勇盔；雾冠薹番型篓裂
