苯乙烯-丙烯酸丁酯／蒙脱土纳米复合材料的阻燃性.pdfVIP

维普资讯 第21卷第4期 高分子材料科学与工程 v。1．21．N0．4 2005年 7月 POIYMERMATERIAISSCIENCEAND ENGINEERING Ju1．2005 苯乙烯一丙烯酸丁酯／蒙脱土纳米复合材料的阻燃性 刘军辉，张 军，李 枫 (青岛科技大学橡塑材料与工程教育部重点实验室 。山东 青岛266042) 摘要：以乳液插层聚合法合成苯 乙烯一丙烯酸丁酯／蒙脱土纳米复合材料。X射线衍射结果表明，聚合物 能够有效地插层到经过有机化处理 的蒙脱土层间，且蒙脱土片层可以均匀地分散在苯 乙烯一丙烯酸丁酯 共聚物 中。TGA分析表 明，苯乙烯一丙烯酸丁酯／有机蒙脱土纳米复合材料的热稳定性有所提高．锥形量 热仪测试和研 究表 明。复合材料的燃烧性能，包括热释放速率和质量损失，在蒙脱土含量为 2％时，效果 最好 。 关键词 ：乳液聚合 ；插层法；热释放速率；阻燃性 ；锥形量热仪 中图分类号 ：TB383 文献标识码 ：A 文章编号 ：100O一7555(2005)O4一O156-04 用无机矿物和聚合物复合形成复合材料， 丙烯酸丁酯：天津市博迪化工有限公司产 可 以提高材料的力学强度及其它性能如导电 品，分析纯 ；苯乙烯 ：天津市华真特种化学试剂 性、耐氧化性等[1]。聚合物插层层状硅酸盐是 厂产品，分析纯；十二烷基磺酸钠 ：上海亨达精 制备纳米复合材料的一种有效方法，其 中最有 细化学品有限公司产品，分析纯 ；(NH．)2S：Os： 应用价值的层状硅酸盐是蒙脱土。用有机阳离 上海埃彼化学试剂公司产品，分析纯；钠基蒙脱 子化合物将蒙脱土中含有的金属阳离子交换出 土 ：浙江丰虹粘土有限公司产品，离子交换容量 来，使其变成疏水性的有机化蒙脱土，易于单体 60mmol／lO0g～70mmol／lO0g。 分子进入蒙脱土层间。单体进入层间后，可发生 1．2 有机蒙脱土的制备 聚合反应，将蒙脱土片层撑开 ，达到纳米级分散 称取蒙脱土若干克在强烈搅拌下分散于水 状态，形成纳米复合材料。用聚合物插层蒙脱土 中形成质量分数为 5 的蒙脱土悬浮体 ，将十 制备复合材料的研究报道 比较多C3,4]，大多采用 六烷基三甲基溴化铵在室温下溶于水 ，然后将 本体聚合、溶液聚合或熔融插层的方法[5q]。 此溶液在8OC加入蒙脱土水悬浮体中，强烈搅 苯乙烯一丙烯酸丁酯 (PSA)聚合物乳液主 拌 2h，静置过夜 ，除去上层溶液，抽滤，用大量 要应用在橡胶及涂料领域，具有成本低廉、生产 去离子水洗至无Br一(用0．01mol／IAgNOs溶 工艺简单、使用方便 、无毒安全、对环境无污染 液检验)，用真空烘箱烘干，碾碎 ，用 300mesh 等优点。但也存在耐寒 、耐水 、耐热性较差的缺 筛子过筛 ，得改性蒙脱土 (0MMT)。 点，限制了其使用范围。本文用插层乳液聚合合 1．3 苯乙烯一丙烯酸丁酯 ／蒙脱土纳米复合材 成苯乙烯一丙烯酸丁酯 ／有机蒙脱土纳米复合材 料的合成 料。并讨论蒙脱土对材料的热稳定和阻燃性的 将一定 比例的丙烯酸丁酯、苯乙烯、有机蒙 影 响。 脱土和蒸馏水以及少量十二烷基磺酸钠加入到 连接有搅拌器、温度计、冷凝管和氮气的四口烧 1 实验部分 瓶中，室温下搅拌乳化 1h。然后升温至 8OC， 1．1 原材料和试剂 收稿 日期 ：2004—02—02；修订 日期