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高补强、高阻燃有机粘土材料及其橡胶制品的制备
发布时间: 2011-12-27 浏览次数: 305
 
主要参与者:王锦成、陈月辉
成果简介:
        该项目属于矿产行业、橡胶行业和电缆行业,以粘土中的蒙脱土作为研究对象,采用超支化技术对其进行改性,使其形成具有高补强、高阻燃效果的剥离型层状硅酸盐,然后应用到硅橡胶电缆材料中,替代硅橡胶中常用补强剂和阻燃剂,以提高材料的力学性能和阻燃性能,并在一定程度上降低成本。
        采用不同的改性技术,可得到不同形态和结构的纳米硅酸盐材料。改性技术包括普通季铵盐改性技术和超支化改性技术。而在同一改性技术中,可采用不同反应条件来控制纳米硅酸盐的层间距与形貌。不同的反应条件,可影响层状硅酸盐的层间距以及超支化聚合物的代数,从而影响纳米层状硅酸盐的结构、形貌与尺寸。因此,上述技术和条件可达到控制纳米层状硅酸盐层间距的最终目的。
        利用制备超支化聚合物所产生的化学反应热,使其在应用到聚合中之前即成为分散很好的纳米片层状,并且表面具有很多活性官能团。同时,可利用多步重复的方法在逐步增长的过程合成树枝形聚合物,精确控制每一步的相对分子质量,并可根据不同的用途选择不同的磷、氮阻燃元素的比例,确保制备高阻燃性能的纳米层状硅酸盐。
       应用各种橡胶加工技术,改善超支化纳米粉体材料在硅橡胶中的团聚性能,提高其和聚合物的相容性以及在聚合物基体中的分散稳定性。寻找既有利于聚合物成型加工,又有利于纳米层状硅酸盐材料在基体材料中封装稳定的超支化形聚合物。完善系列超支化有机蒙脱土的合成工艺以及硅橡胶电缆复合材料的产品加工工艺;利用所制备的纳米有机粘土初步开发系列电缆材料。
        该项目的研究成果分别解决了层状蒙脱土在固态聚合物(橡胶)材料中的剥离问题;可解决剥离后的纳米硅酸盐片层在材料中的分散性问题;可引入具有协同效应的磷-氮阻燃元素;使纳米蒙脱土的表面功能化。具有较好的应用效果和经济效益及较好的推广应用前景,并已经在硅橡胶电缆材料中得到应用。