編號：CYYJ043561
篇名：Ti3C2Tx和TiO2(R)對LDPE復合材料阻燃性的影響及機理
作者：唐凱 蔣陽 謝于輝 謝德龍
關鍵詞： 低密度聚乙烯 碳化鈦 阻燃改性復合材料 銳鈦礦型二氧化鈦 凝聚相阻燃機制
機構(gòu)： 昆明理工大學化學工程學院 云南省磷化工節(jié)能與新材料重點實驗室 云南省環(huán)境友好高分子國際聯(lián)合實驗室
摘要： 本文探討了采用刻蝕法制備的碳化鈦(Ti3C2Tx)和商用銳鈦礦型二氧化鈦[TiO2(R)]作為阻燃添加劑對線型低密度聚乙烯(LDPE)阻燃性的影響及機理。結(jié)果表明,Ti3C2Tx的添加使LDPE的熱釋放速率峰值(PHRR)降低了29.8%,煙釋放速率(SPR)降低了34.2%,而TiO2(R)雖然也提高了熱穩(wěn)定性,但其降低效果不如Ti3C2Tx顯著。極限氧指數(shù)(LOI)測試結(jié)果表明,Ti3C2Tx添加的LDPE的LOI提高了5%,達到18.7%,而添加質(zhì)量分數(shù)8%TiO2(R)的LDPE的LOI最高達到了19.7%。錐形量熱測試進一步證實了Ti3C2Tx在阻燃方面的優(yōu)越性,其添加使得LDPE的熱釋放總量(THR)降低了7.5%。相比之下,TiO2(R)雖然提高了LDPE的熱穩(wěn)定性,但其對降低熱釋放速率和煙釋放速率的效果不如Ti3C2Tx顯著。熱重-傅里葉紅外光譜聯(lián)用儀(TG-FTIR)的結(jié)果表明,Ti3C2Tx和TiO2(R)均未改變LDPE的熱分解路徑,但在凝聚相中,Ti3C2Tx通過形成殘?zhí)繉痈行У刈璧K了燃燒過程。掃描電子顯微鏡(SEM)和元素分析(EDS)顯示Ti3C2Tx在燃燒后部分維持了其片層結(jié)構(gòu),表明其在催化成炭和物理屏障方面的雙重作用。本研究突出了Ti3C2Tx作為新型阻燃劑在提高LDPE阻燃性方面的潛力,并為開發(fā)新型高效阻燃聚合物材料提供了科學依據(jù)。
