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近年来,绿色阻燃剂及其阻燃技术已成为各界研究的重点。水滑石(LDH)及类水滑石(HTLc)作为一类典型的无机层状阴离子材料,具有吸附、阻燃、抑烟、填充等多种功能,应用广泛,具有广阔的市场和开发前景。为了改善水滑石与高分子材料的相容性,提高其阻燃抑烟效果,本论文对水滑石进行改性,主要研究工作如下:1.合成了4种插层水滑石阻燃剂:三聚氰胺甲醛树脂插层水滑石(LDHs-1),聚乙烯醇磷酸单酯插层水滑石(LDHs-2),硼酸三聚氰胺插层水滑石(LDHs-3)、乙二胺四亚甲基膦酸钠插层水滑石(LDHs-4)。用X-射线衍射仪(XRD)、红外(FT-IR)、扫描电镜(SEM-EDS)、差热分析天平(TG-DTA)等对产物进行了表征,通过正交实验和单因素分析等方法确定了最优合成条件。LDHs-2的最优合成条件为:聚乙烯醇磷酸单酯:水滑石=1:2(摩尔比),反应时间为2h,反应温度为90℃。XRD、红外和扫描电镜的结果分析表明水滑石插层成功,并且根据TG-DTA分析结果可初步判定LDHs-2阻燃环氧树脂的性能最好。2.改性LDHs/环氧树脂(EP)复合材料的性能研究:通过氧指数法和拉伸试验测试改性LDHs/EP复合材料的阻燃性能和力学性能。结果表明:改性LDHs可提高EP的氧指数(OI)和力学性能。复合材料的OI随改性LDHs添加量的增大而增大,当添加量为20%时,复合材料的力学性能最好,且OI和力学性能均比市售LDH/EP复合材料的高。3.在分析热电厂氧化镁脱硫废渣组成、结构的基础上,用三聚氰胺甲醛树脂对废渣进行改性。改性废渣富含阻燃元素并与EP相容性较好,能提高EP的阻燃和力学性能,当改性废渣添加量为20%时,改性废渣/EP复合材料的OI达到24%。改性废渣与聚磷酸铵(APP)和磷酸三聚氰胺(MP)有良好的协效作用。当改性废渣与APP的比例为1:1,改性废渣+APP添加量为20%时,复合材料的OI值可达到34%;当改性废渣与MP的比例为1:1,改性废渣+MP添加量为20%时,复合材料的OI值可达到29%。这是因为在燃烧分解时,APP(MP)分解促进脱氢反应的进行,而废渣中的氧化镁和二氧化硅则起到炭层骨架作用并促进EP交联成更加坚固的炭层, APP(MP)和废渣中的氢氧化镁分解产生不可燃的气体,形成膨胀的炭层,起到一个很好的阻燃效果。