粉煤灰的改性及其對(duì)聚丙烯阻燃和力學(xué)性能的影響.pdf

1、粉煤灰(FA)是一種燃煤的廢棄物，其排放量隨著能源消耗的逐年增長(zhǎng)而增加。我國(guó)目前有一部分FA用于建筑，農(nóng)業(yè)和工業(yè)等的生產(chǎn)，絕大多數(shù)FA還處于露天堆置的狀態(tài)。這不僅占據(jù)了大量的土地，也對(duì)湖泊以及環(huán)境造成了極大的污染。因此亟需合理開發(fā)利用FA。分子篩以其優(yōu)異的吸附性普遍應(yīng)用于工業(yè)界。以FA為原料合成分子篩不僅是FA高附加值利用的一條主要途徑，也達(dá)到了廢物再利用和環(huán)保的目的，具有明顯的環(huán)保、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。
　　聚丙烯(PP)是廣泛使用

2、的通用塑料，但由于分子結(jié)構(gòu)造成的易燃性又使其在許多領(lǐng)域的應(yīng)用受到限制。膨脹型阻燃劑(IFR)在PP中表現(xiàn)出一定阻燃效果，研究發(fā)現(xiàn)某種特殊結(jié)構(gòu)硅酸鹽可以協(xié)效提升阻燃性。本研究前期以FA為協(xié)效劑，后期以FA合成的4A/4A-Zn分子篩為協(xié)效劑通過(guò)與IFR復(fù)配，研究它們對(duì)PP阻燃以及力學(xué)性能的影響。主要工作介紹如下:
　　首先以FA作為協(xié)效劑添加到PP/IFR體系中，氧指數(shù)(LOI)、垂直燃燒(UL-94)以及錐形量熱測(cè)試(Cone)的

3、結(jié)果都證明FA與IFR對(duì)PP阻燃的協(xié)效作用。熱穩(wěn)定性(TGA)分析和電鏡(SEM)觀察發(fā)現(xiàn)FA可促進(jìn)成炭。但是FA的加入使PP復(fù)合材料的拉伸強(qiáng)度，斷裂伸長(zhǎng)率以及沖擊強(qiáng)度都呈現(xiàn)不同水平的降低。
　　其次以FA為原料，通過(guò)堿熔融-水熱處理法合成了4A分子篩，通過(guò)紅外光譜(FTIR)、X-射線衍射(XRD)和SEM表征產(chǎn)物結(jié)構(gòu)。以2.5％的4A取代等量IFR，使PP/IFR體系的LOI值達(dá)到33.9％，UL-94達(dá)到Ⅴ-0等級(jí)，PHRR

4、由436KW/m2降低到188KW/m2，THR由123MJ/m2降低到55MJ/m2。而且2.5％的4A沒(méi)有使復(fù)合材料的力學(xué)性能發(fā)生明顯的變化。
　　最后以FA為原料，在4A分子篩制備過(guò)程中引入Zn得到4A-Zn。通過(guò)FTIR、XRD、SEM、XPS和EDS分析表明Zn取代了4A中Al原子的位置。將4A-Zn添加到PP/IFR體系中，發(fā)現(xiàn)2％的4A-Zn使PP/IFR體系的LOI達(dá)到37.2％，UL-94達(dá)到Ⅴ-0等級(jí)，PHRR