| 题名 | 纳米Sb_2O_3/BPS-PBT复合材料的热稳定性及阻燃性研究 |
| 作者 | 马冰雪 |
| 答辩日期 | 2019 |
| 导师 | 徐建林 |
| 关键词 | 聚对苯二甲酸丁二醇酯 溴化聚苯乙烯 三氧化二锑 热稳定性 阻燃性能 热分解动力学 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 英文摘要 | 聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）是世界通用的五大工程塑料之一,具有优良的机械性能、耐腐蚀性能、电气性能等,被广泛应用于电子电器、汽车制造、机械设备等行业。PBT主要由C、H、O元素构成,阻燃性能差,在燃烧时易产生熔滴,点燃周边可燃物,具有极大的安全隐患,故需对PBT进行阻燃改性。在对PBT进行阻燃改性时应选择环保高效的阻燃剂,在保证PBT基体本身优异性能不受影响的前提下,提高PBT材料的阻燃性能。纳米粒子具有独特的纳米效应,对聚合物材料的阻燃效率有独特的提升作用。本文选用纳米级三氧化二锑（nano-Sb2O3）、微米级三氧化二锑（micro-Sb2O3）和溴化聚苯乙烯（BPS）作为阻燃剂,通过高能球磨法将材料混合均匀,经熔融挤出与注塑成型的方法制成不同配料比的nano-Sb2O3/BPS-PBT复合材料样条和micro-Sb2O3/BPS-PBT复合材料样条。通过热稳定性测试、燃烧性能测试、力学性能测试等检测,寻找使PBT阻燃性能和力学性能最佳的配料比,同时探究Sb2O3和BPS的阻燃机理,分析nano-Sb2O3和micro-Sb2O3的不同阻燃效果,并用热分解动力学对nano-Sb2O3/BPS-PBT阻燃复合材料的热分解过程进行分析。主要研究工作如下:（1）制取nano-Sb2O3粉末并对其进行改性。制取不同配料比的nano-Sb2O3/BPS-PBT复合材料,并对所制样条进行LOI（极限氧指数）测试和UL94（垂直燃烧）测试,发现当BPS含量为10wt.%时,加入nano-Sb2O3对PBT基复合材料的阻燃性能有明显改善,当nano-Sb2O3含量为5wt.%时,PBT基复合材料的LOI为28.3%,UL94为V-0级,达到难燃等级,且力学性能高于纯PBT材料。（2）对nano-Sb2O3/BPS-PBT复合材料进行深入检测分析,发现nano-Sb2O3使PBT材料的分解温度降低、热释放速率减慢、热释放量减少,且这种作用随着nano-Sb2O3含量的增加而增强。Nano-Sb2O3对PBT材料的成炭有积极作用,随着nano-Sb2O3含量的增加,形成的炭层更加致密,残留物质的质量更高。（3）对比含有相同质量分数的nano-Sb2O3和micro-Sb2O3对PBT的不同阻燃效果,发现nano-Sb2O3在降低PBT材料热释放中的作用远大于micro-Sb2O3,micro-Sb2O3/BPS-PBT复合材料的总热释放量是nano-Sb2O3/BPS-PBT复合材料的4倍以上,micro-Sb2O3/BPS-PBT复合材料的总烟雾释放量是nano-Sb2O3/BPS-PBT复合材料的1.7倍以上。Nano-Sb2O3/BPS-PBT复合材料形成的炭层也比micro-Sb2O3/BPS-PBT复合材料的炭层更加致密。（4）通过非等温热重法研究PBT及PBT基复合材料的热分解动力学,利用Kissinger法、Flynn-Wall-Ozawa法和Friedman法计算PBT和PBT基复合材料的动力学参数,发现在热分解过程中PBT基复合材料的活化能高于纯PBT材料的活化能,PBT基复合材料在热降解过程中需要更多能量。Nano-Sb2O3和BPS对PBT的主要热分解方式改变不大,PBT和PBT基复合材料的热降解过程都可用Avarami-Erofeyev模型（A1）来模拟。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 67 |
| URL标识 | 查看原文 |
| 内容类型 | 学位论文 |
| 源URL | [http://ir.lut.edu.cn/handle/2XXMBERH/94961]  |
| 专题 | 兰州理工大学 |
| 作者单位 | 兰州理工大学 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 马冰雪. 纳米Sb_2O_3/BPS-PBT复合材料的热稳定性及阻燃性研究[D]. 2019. |
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