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具有二维结构的填料已经被越来越多的应用在了阻燃领域。然而二维填料的具体作用机理和适用情况尚未被系统总结。本文主要选取三种不同的二维结构阻燃填料,研究了其在阻燃过程中所起的主要作用和机理。采用添加型的方式制备阻燃复合材料,并研究了二维填料的加入对材料的阻燃性能、热稳定性、力学性能等的影响,主要研究工作如下:1.将不同维度的硅酸盐粘土高岭土和埃洛石按不同比例复配,加入到含有膨胀型阻燃剂的聚丙烯中,对复合材料进行的极限氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热仪(CCT)测试表明岭土和埃洛石以之间存在明显协效作用。复合材料极限氧指数最高达到36.9%,UL-94达到V-0级,CCT测试中热释放峰值下降82%。采用扫描电镜和傅里叶变换红外光谱对残炭进行的综合分析表明,高岭土和埃洛石杂化体系有利于形成交联网络,促进致密炭层的形成。2.采用三辊研磨机“剥离”和细胞粉碎机“超声”石墨片联合制备法,使用生物基木质素作为胶粘剂,成功剥离80EG制得石墨烯微片(GN)。将这种二维碳材料GN和一维碳材料CNTs作为填料加入聚丙烯膨胀阻燃体系。对复合材料阻燃性能及热稳定性的影响进行了一系列测试分析,结果表明一维碳材料CNTs的加入提高了复合材料的导热性能,加速了材料的分解,又抑制了 IFR发挥作用,因此对材料的阻燃性能有较大负面影响。二维碳材料GN同时为材料带来了导热性能的提升并起到二维材料的阻隔作用,因此可以小幅度的提升材料的阻燃性能。PP/IFR/GN的氧指数能达到最高的27.4,并通过V-0等级。3.使用密胺树脂(MF)和氧化石墨烯(GO)对APP先后进行包覆改性,制备了一种双壳层结构的改性聚磷酸铵,然后通过添加共混的方式,将制备得到的双层包覆结构产物MCAPP-GO加入热塑性聚氨酯(TPU)基体制备了阻燃复合材料。对复合材料的阻燃性能进行了测试分析发现仅仅添加5wt%的MCAPP-GO可以明显提升复合材料的阻燃性能。TPU+5%(MCAPP-GO)的LOI提高至26.4%,达到V-0等级。在锥形量热测试中THR、PSPR、TSR分别降低到58MJ/m2、0.051m2/s、860 m2/m2,残炭量提升到24.45wt%。分析发现这种改性聚磷酸铵在作为阻燃剂的过程中,可以同时结合氧化石墨烯和密胺树脂的作用机理,有效提高聚合物的阻燃性能。