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原位聚合改性氢氧化镁在eva包装中的应用

2020-03-18

为改善氢氧化镁的表面性能,使苯乙烯在氢氧化镁表面进行原位聚合,eva包装对未改性氢氧化镁、硬脂酸钠表面处理的氢氧化镁和原位聚合后的氢氧化镁的系列性能进行比较。

2.1  接触角   

将三种不同氢氧化镁样品分别压成片,珍珠棉包装用水滴法测得的接触角结果列于表1。防静电包装试验中发现水能完全浸润未改性的氢氧化镁片表面,在接触角仪上可观测到水滴慢慢展开,直到不能测出接触角(趋于0°),表明未改性氢氧化镁的亲水性很好。从表1中可以看出,用硬脂酸钠处理的氢氧化镁和原位聚合后的氢氧化镁其接触角明显变大,说明经过化学处理和物理处理,在氢氧化镁颗粒表面均能包覆上一层疏水性物质,使颗粒由亲水性向憎水性过渡。从表中可以看到苯乙烯原位聚合氢氧化镁的接触角Z大,说明其改性效果更好一些。

2.2  吸水率   

将表1中的三种氢氧化镁样品分别放人饱和水蒸气中,测得的氢氧化镁的吸水率与时间的关系?梢苑⑾治锤男郧庋趸颈冉先菀孜砻嬖痪酆锨庋趸镜奈时任锤男缘囊〉枚啵椅试诮隙淌奔淠诳汕饔谖榷ㄖ担锤男匝吩诮铣な奔淠谖手鸩皆黾印U庖唤峁砻骶男院蟮那庋趸痉厶灞砻娌豢赡芡耆皇杷晕镏仕玻üв胛锢砀男院笾荒茉谝欢ǔ潭壬霞跎俜厶宓奈剩荒鼙Vで庋趸就耆晃R虼嗽谑导视τ弥校愿男院蟮那庋趸居】赡苡氤笔掌艟钥朔厶蹇赡懿亩文郏岣咂溆敫呔畚锘宓那缀土Α

2.3  氢氧化镁—液体石蜡分散液的粘度   

液体石蜡是非极性的介质,其极性大小与EVA体系接近,所以可用液体石蜡与Mg(OH)2混合体系来模拟EVA/Mg(OH)2体系的相容性。由模拟所测定的粘度可判断EVA/Mg(OH)2体系的相容性的好坏。由表2可知,未改性的氢氧化镁在液体石蜡中的分散粘度很大,约为1.8Pa·s。这是由于氢氧化镁表面亲水憎油,与液体石蜡相容性比较差,流体内部摩擦力较大,分散性、流动性不好所引起的。改性后增加了氢氧化镁表面的亲油性,与液体石蜡相容性好,特别是原位聚合处理的氢氧化镁的分散液粘度Z小,由此可以推断原位聚合的氢氧化镁与高聚物有良好的相容性,从而可提高加工性能。

2.4氢氧化镁表面改性对其热性能影响   

采用DSC测得的三种氢氧化镁的吸热曲线。从可以看出,未改性的氢氧化镁、硬脂酸钠改性的氢氧化镁、苯乙烯原位聚合改性的氢氧化镁的热分解起始温度分别为340℃、358℃、368℃左右,说明改性后氢氧化镁的分解温度得到提高,增加了氢氧化镁的稳定性,这一方面有利于材料加工时可使用较高的温度,另一方面有利于提高共混改性后的材料阻燃性能。

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2.5  改性氢氧化镁对EVA/Mg(OH)2复合材料熔体流动速率的影响    

为了考察三种氢氧化镁与EVA基体树脂共混后的加工性能,可通过测定熔体流动速率的大小来反映。经原位聚合改性后的氢氧化镁与基体树脂体系的熔体流动速率明显增加,这是因为改性后的氢氧化镁保持较小的颗粒直径,由于表面有聚合物的保护作用,有利于克服氢氧化镁粉体易产生的二次凝聚,同时提高了其与EVA的亲合性,克服了与聚合物基材亲合力欠佳的缺点。因而表现出流动阻力的减小,具有较大的熔体流动速率。

2.6  共混物的微观形态   

扫描电镜照片可以看出,原位聚合改性后的氢氧化镁与基体树脂相容性优于未改性的氢氧化镁,在未改性时,氢氧化镁粒子和EVA基体树脂间界面明显,粒子表面不能被基体树脂很好地浸润,当改性后,氢氧化镁粒子表面有絮状物,二者之间相界面比较模糊。

2.7  EVA/Mg(OH)2的力学性能和阻燃性能的比较   

可以看出未改性氢氧化镁与EVA复合后力学性能比较差,这主要是由于极性的氢氧化镁粒子和非极性聚合物之间的相容性差;通过表面改性在一定程度上提高氢氧化镁的憎水与亲油性能,从而提高氢氧化镁与EVA的相容性,从数据上看与改性的氢氧化镁共混材料的拉伸强度和断裂伸长率有明显的提高,原位聚合改性效果尤其明显。三种样品阻燃性能相同,这可能是阻燃性能与氢氧化镁填充量有关,与氢氧化镁的表面改性没有明显的关系。

3  结论

氢氧化镁表面改性后,其吸水性呈下降趋势,分散性、热分解得到提高,从而能够提高材料的阻燃性能,改性后氢氧化镁与EVA共混改性时,由于氢氧化镁粉体的分散性得到提高,其力学性能有较大改善,明显提高了材料的表观性能,其中以苯乙烯原位聚合改性的综合效果Z佳。



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