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納米有機蒙脫土在與聚乙烯混合過程中剝離為納米尺度的結構片層,均勻分散到聚乙烯基體中,從而形成納米聚乙烯。這種插層復合技術是基于在傳統工藝基礎上的技術革命,不需要新的高昂設備投資,操作方便,環境友好,容易實現工業化生產。納米聚乙烯在加工過程中比聚乙烯熔化得快,加工溫度可低一些,由于納米復合低密度聚乙烯交聯電力電纜絕緣料能在稍低的溫度下熔化,而且熔化的時間微短,這正是生產交聯電纜料需要的也重要的關鍵工藝,這樣它可以大大減小電纜料的預交聯,提高了加工安全性大幅提高電纜料的產品檔次,杜絕廢次品。
加入了O-MMT的材料吸水率雖然大于未添加O-MMT的材料,但是吸水率增加并不明顯,并且O-MMT添加量為35和7 phr的樣品吸水率并沒有明顯差別。這是由于雖然MMT的層間結構松散,水分子或其他有機分子可以進人層間,造成MMT具有吸濕性,但是因為MMT片層表面存在釋基,這些輕基可以和POE-g-MAH、EVM等分子鏈上的親水基團通過氫鍵作用形成物理交聯,又降低了體系的總吸水率,而且MMT本身濕容量低,所以材料吸水率并沒有隨著MMT的增加而明顯增加。同時,體系中的MH、MMT都經氨基硅烷包覆處理,大大降低了其本身的吸水性。
礦石法的無機阻燃劑因為是通過粉碎、研磨等方法得到、顆粒大小、表面均勻度都比化學法得到的材料差,大量添加會造成機械性能下降,因此多作為輔助阻燃劑使用,此時就要更多發揮其協效作用。蒙脫石和氫氧化物、含磷化合物等具有協效作用。硅酸鹽是一種良好的成炭劑,和多種阻燃劑之間有協效作用。
有機蒙脫土也是一種成炭效果很好的材料,它與各類阻燃劑都有很好的協同作用,加入蒙脫土對于阻燃材料的提高成炭性、減少發煙量等具有很好的效果,目前在阻燃材料中有大量的應用。
聚合物/蒙脫土納米復合材料是當今眾多無機納米粒子改性復合材料中有潛力的一類納米復合材料。由于蒙脫石具有特的層狀一維納米結構特性,形態特性,層間具有可設計的反應性,超大的比表面積(750m2/g)和高達200以上的徑/厚比。
這種納米結構和形態特性不同于其他二維、三維無機納米粒子,從而賦予聚合物/蒙脫石復合材料以一些的機械性能,熱性能,功能性能和其他的物理性能。已有的實踐結果表明聚合物/蒙脫石納米復合材料,機械性能明顯提高,例如拉伸強度,彎曲強度提高20-50%,模量提高1-2倍;摩擦系數,耐磨性提高1倍。熱變形溫度,結晶聚合物(如PA)提高80-90℃,非結晶聚合物提高10-30℃;熱膨脹系數減少約40%,材料的吸濕速度降低50%,尺寸穩定性提高提高2-5倍;水蒸氣、O2、CO2紫外光透過率降低到1/2至1/5;熱釋放速度明顯延緩,阻燃性顯著提高,熔融流動性增加,成型收縮率降低,加工性能改善;復合材料的比重與單一聚合物相近,比常規無機填料改性的聚合物比重降低20-30%。材料的透光性也有不同程度的提高。因此聚合物/蒙脫石納米復合材料成為新一代高阻隔性包裝材料,高強度輕量化工程材料,高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞彈性體材料。
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