论文部分内容阅读
人造石抛光废粉主要填料分别有氢氧化铝Al(OH)3、碳酸钙CaCO3、石英SiO2这3种,而这3种无机填料也是聚合物常见的填充材料,特别是,Al(OH)3在其废粉中的含量在80%左右,同时,氢氧化铝是用于聚烯烃无卤阻燃最具有发展前途的阻燃剂之一,具有很好的应用价值和市场价值。聚乙烯(PE)作为一种通用塑料,产量和用量极大,被广泛运用到电缆线、建筑材料、煤矿、地铁隧道及船舶等许多领域中,但是PE的氧指数仅为18左右,属于易燃材料,且燃烧时产生熔滴,极易造成火灾,对人们的生命和财产安全形成严重的威胁,因此聚乙烯的阻燃改性研究受到广泛关注。由于含卤阻燃剂有诸多不利因素,而无卤阻燃剂有更好的发展前景,于是,本论文采用含有Al(OH)3的人造石抛光废粉对高密度聚乙烯(HDPE)进行阻燃改性研究。本文研究了用钛酸酯偶联剂、硅烷偶联剂、硬脂酸分别对Al(OH)3人造石抛光废粉、SiO2人造石抛光废粉和CaCO3人造石抛光废粉的表面进行改性,对改性后的粉体进行吸油值测试表明的吸油值下降,进行扫描电镜SEM测试,表明粉体粒子间的分散性得到改善。进一步,用改性的人造石抛光废粉填充高密度聚乙烯后,通过热重分析、示差扫描量热法、扫描电镜观察、转矩测试、熔融指数、拉伸、弯曲和冲击测试等手段对该复合材料的力学性能和加工性能等进行表征和测试,表明改性后的Al(OH)3和CaCO3人造石抛光废粉由于粉体表面的不饱和聚酯吸附了大量的改性剂,没有起到预期的改性效果,反而导致复合体系的拉伸强度和弯曲强度的降低,而SiO2人造石抛光废粉经硅烷偶联剂改性后,复合材料的力学性能得到较大的提高。采用扫描电子显微镜(SEM)对改性前人造石抛光废粉与高密度聚乙烯复合体系的微观结构进行观察研究,观察人造石抛光废粉在HDPE中的分散性和相容性。通过氧指数法和垂直水平燃烧测试,分析复合材料的燃烧性能。并添加少量具有协同阻燃作用的包覆性红磷,使得复合材料阻燃级别达到最高级别V-0级(UL-94),最后得出复合材料综合性能最优的配方。本论文解决了人造石抛光废粉难以利用、填埋污染环境的问题,变废为宝,实现了废物的资源化利用,同时降低了相关企业原料的成本。完成后的项目易于推广应用,为促进我国实体面材产业的发展,建设资源节约型和环境友好型社会具有深远的现实意义。