通过添加纳米填充剂来修改相位形态,物理性能和兼容聚乙烯 (?? 乙烯) /高密度聚乙烯混合物的燃烧防滴性能
Kartik Behera1, Chien-Hsing Tsai1, Yen-Hsiang Chang2
1Department of Chemical and Materials Engineering, Chang Gung University, Taoyuan 333, Taiwan.
Polymers
|November 25, 2023
概括
这项研究用纳米填充剂增强了聚乙烯/高密度聚乙烯混合物,提高了热稳定性,机械刚性和阻燃性. 碳纳米管显著降低了电阻,实现了双重透.
科学领域:
- 聚合物科学与工程 聚合物科学与工程
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术 纳米技术
背景情况:
- 聚乙烯 (PBS) 和高密度聚乙烯 (HDPE) 的混合物对各种应用具有吸引力.
- 提高PBS/HDPE混合物的性能,如热稳定性,机械强度和阻燃性,对于更广泛的工业采用至关重要.
- 兼容和纳米填充剂的结合是克服固有的局限性和提高混合性能的关键策略.
研究的目的:
- 用各种纳米填充剂制造和表征聚乙烯酸/高密度聚乙烯 (PBS/HDPE) 混合基纳米复合材料.
- 为了研究性HDPE (PEgMA) 作为兼容剂对PBS/HDPE混合物的形态和结晶行为的作用.
- 评估不同纳米填充剂 (碳纳米管,石墨烯纳米板,有机粘土) 对兼容混合物的热,机械,学和电性能的影响.
主要方法:
- 双螺杆挤出用于制造PBS/HDPE混合物及其纳米复合材料.
- 进行了形态分析,观察填料分布和混合结构.
- 差分扫描热量计 (DSC) 用于研究结晶行为.
- 热稳定性通过热重力测量分析 (TGA) 进行评估.
- 测量了机械性质 (斯模量,模量) 和学行为.
- 电电阻被确定以评估导电性.
主要成果:
- 兼容剂PEgMA修改了混合物形态从海岛到伪共连续.
- 纳米填充剂主要位于HDPE领域,但也位于PBS-HDPE接口.
- 纳米填充剂增强了热稳定性和抗滴水行为,在CNT> 15A> 30B> GNP之后的效率.
- 机械刚性显著增加,特别是用石墨烯纳米板块 (19%的模量,31%的柔性模量).
- 在复合材料中通过rheology观察到伪网络结构.
- 电阻率下降了六个数量级以上,每3次CNT负载,表明双重透.
结论:
- 加入PEgMA和各种纳米填充剂有效地改变了PBS/HDPE混合物的形态,并增强了其特性.
- 纳米填充剂提高了热稳定性,阻燃性和机械性能,而特定的填充剂提供了明显的优势.
- 该研究表明,使用碳纳米管可以实现双透和显著降低电阻的潜力.
- 这些纳米复合材料在需要增强热,机械和电性能的应用中表现有前途.
