輻射制備無鹵阻燃電線電纜材料和PTC功能復合材料及其機理研究.pdf

1、本工作主要通過γ輻射制備具有工業(yè)化意義的聚烯烴功能材料。全文共分兩個方面：(1)γ輻射交聯(lián)阻燃耐高溫聚烯烴電纜材料。(2)γ輻射制備聚乙烯/碳黑(PE/CB)導電功能PTC(Positivetemperaturecoefficientofelectricity)復合材料； (1)γ輻射交聯(lián)阻燃耐高溫電線電纜材料的研究： 采用加入EPDM(三元乙丙橡膠)作為第三組份的辦法，成功地將硅橡膠加入高密度聚乙烯(HDPE)的共混體

2、系，為制備耐高溫新材料提供了技術支持，再加入無鹵阻燃劑來制備耐高溫阻燃絕緣材料。嘗試了兩種硅橡膠加入辦法：(a)先與填料Mg(OH)2混合攪拌后再與HDPE等共混。(b)先與HDPE等共混后再與Mg(OH)2共混。并經γ射線輻照制備成交聯(lián)阻燃耐高溫電線電纜材料。該體系經γ-射線輻射交聯(lián)后，有優(yōu)良的阻燃性能，氧指數達到36。用固體核磁、光電子能譜(XPS)、熱失重(TG)、氧指數(LOI)、加速熱老化等方法研究了不同HDPE阻燃體系的阻燃

3、性能及耐高溫性能等都大幅度提高的原因。本文用固體核磁(13C譜和31p)和光電子能譜研究了HDPE/Mg(OH)2/P體系的輻射效應。有效地驗證了如下結果：輻射前P主要是單質狀態(tài)存在，不與高分子基體發(fā)生化學作用，而受到一定劑量輻射后，無機粒子界面會產生活性點和PE產生強的化學作用，影像了周圍的化學環(huán)境。使其阻燃機理產生大的變化。有效地提高了紅P在阻燃體系中的協(xié)同作用，不僅在氣相中阻燃，而且在固相中更有效阻燃。 最后用SEM分別研

4、究了阻燃HDPE電線電纜絕緣材料、阻燃HDPE/EPDM電線電纜絕緣材料和阻燃HDPE/EPDM/Sielastomer輻射交聯(lián)前后的形貌分析，研究結果表明：[1]硅橡膠對材料的熱老化和協(xié)同阻燃效應都有很大的貢獻；[2]輻射使HDPE與硅橡膠的界面粘結有明顯的增強；[3]硅橡膠燃燒后可形成更為致密的炭層，能更好地保護材料，隔絕燃燒過程中的氧氣和熱交換。 (2)γ-輻射制備聚烯烴PTC功能復合材料： 成功地利用γ射線輻照交

5、聯(lián)制備了自限溫加/伴熱帶。首先分別研究兩種CB對PE的影響，加入極性物共混或表面處理的CB粒子，可增強CB粒子與基體的親和力，增加粒子的分散性，提并研究PTC功能材料擠出后的特性，發(fā)現擠出后粒子和聚合物取向對材料電性能都有較大影響。經γ射線輻照后HDPE/CB功能復合材料穩(wěn)定性大為提高，初步探討了輻射對PTC功能材料穩(wěn)定性的影響。研究了硅橡膠、接枝PE，ZnO和表面處理的CB粒子對PE/CB復合體系的自限溫加/伴熱電纜的影響，并結合輻射