納米有機(jī)蒙脫土在與聚乙烯混合過程中剝離為納米尺度的結(jié)構(gòu)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(fù)合技術(shù)是基于在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上的技術(shù)革命,不需要新的高昂設(shè)備投資,操作方便,環(huán)境友好,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。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(fù)合低密度聚乙烯交聯(lián)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(chǎn)交聯(lián)電纜料需要的也重要的關(guān)鍵工藝,這樣它可以大大減小電纜料的預(yù)交聯(lián),提高了加工安全性大幅提高電纜料的產(chǎn)品檔次,杜絕廢次品。

低密度聚乙烯粒料、蒙脫土、復(fù)合型交聯(lián)劑在密煉機(jī)中進(jìn)行密煉,由于復(fù)合交聯(lián)劑均為液體,密煉機(jī)轉(zhuǎn)子勻速攪拌混合,借助分子間作用力,交聯(lián)劑在聚乙烯與蒙脫土之間的粘著作用,液態(tài)交聯(lián)劑會很快的非常均勻地薄薄地涂覆在每一粒聚乙烯表面,納米蒙脫土也借助液體交聯(lián)劑均勻地被研磨粘附在聚乙烯顆粒表面。很快聚乙烯顆粒和蒙脫土在運(yùn)動中因粒子間相互碰撞及物料與鍋壁以及攪拌轉(zhuǎn)子的運(yùn)動摩擦和密煉機(jī)外部加熱而迅速升溫到 108 ~115C熔點(diǎn)熔融后,將抗氧劑等加工助劑按比例加入密煉機(jī)中進(jìn)行短時低速攪拌,將所有的樹脂、助劑實(shí)現(xiàn)理想熔融共混。

隨著人們安全和環(huán)保意識的增強(qiáng),在塑料阻燃領(lǐng)域越來越重視綠色環(huán)保的無鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類金屬水合物表面極性很強(qiáng),親水疏油,與非極性材料親和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基體中難以均勻分散,容易團(tuán)聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上才能達(dá)到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學(xué)性能。解決該問題的主要方法是對金屬水合物進(jìn)行表面改性,并盡量細(xì)化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。

MMT本身具有無機(jī)物的剛性、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn),有機(jī)改性的MMT(O-MMT)則能同時改善材料的阻燃性能力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性能,且材料的阻隔性能及耐候性、耐油性均有所提高%3。將常規(guī)阻燃劑與納米有機(jī)蒙脫土(O-MMT)和聚合物組成三元納米復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)僅將少量納米層狀MMT加人到聚合物中即可降低聚合物的可燃性。研究還表明,使用了界面相容劑的O-MMT協(xié)局MH阻燃PP體系，其力學(xué)性能、阻燃性和耐熱性都有了顯著提高!

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(jié)構(gòu)松散,水分子或其他有機(jī)分子可以進(jìn)人層間,造成MMT具有吸濕性,但是因?yàn)镸MT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(tuán)通過氫鍵作用形成物理交聯(lián),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(jīng)氨基硅烷包覆處理,大大降低了其本身的吸水性。
蒙脫土又名膠嶺石、微晶高嶺石，是一種硅酸鹽的天然礦物質(zhì)粘土，為膨潤土礦的主要成分。蒙脫土具有層狀結(jié)構(gòu)，層間有可交換的陽離子如Na+等，通過離子交換反應(yīng)，插層劑有機(jī)陽離子能嵌入蒙脫土片層問，使層間距離增大，并使蒙脫土由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脫土層間使其剝離成納米厚的片層分散到聚合物基體中，可以降低熱釋放速率，而且成炭性好，同時和其他阻燃劑有協(xié)同作用。
在高分子材料中，填料是用量大的添加劑，幾乎所有的高分子材料，如塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、橡膠和涂料中都使用大量填料。填料的種類很多，金屬粉末可用作導(dǎo)電填料，木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料，但使用的多的還是礦物性填料。
填料的加入不僅可以降低成本，而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料，其中數(shù)量大的就是碳酸鈣，這幾乎是聚氯乙烯電纜料中的成分之一。隨著人們安全意識的提高，對電纜阻燃要求也就越來越高，但碳酸鈣不阻燃，所以人們也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。
蒙脫土主要成分蒙脫石，是由兩層Si—O四面體和一層Al-O八面體，組成的層狀硅酸鹽晶體，層內(nèi)含有陽離子主要是鈉離子，鎂離子，鈣離子，其次有鉀離子，鋰離子等。蒙脫土的納米有機(jī)改性目的是為了：將層內(nèi)親水層轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷畬樱瑥亩垢呔畚锱c蒙脫土有更好的界面相容性。