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当复合聚烯烃材料用作绝缘料时,其介电性能是重要的参数之一,而其吸水性则会影响介电性能及长期使用稳定性。当聚合物的单体是亲水性的极性单体,或带有鞍酸盐基团时,吸水性会更强从而导致材料电阻率降低,绝缘性能变差,甚至绝缘层被击穿导致漏电,并且存在终引燃电缆材料发生火灾的风险。大多数电缆材料用聚合物可燃.有的在燃烧时会产生大量的有毒气体和浓烟,对环境造成危害并威胁生命财产安全。因此要控制绝缘材料的吸水量。
加入了O-MMT的材料吸水率虽然大于未添加O-MMT的材料,但是吸水率增加并不明显,并且O-MMT添加量为35和7 phr的样品吸水率并没有明显差别。这是由于虽然MMT的层间结构松散,水分子或其他有机分子可以进人层间,造成MMT具有吸湿性,但是因为MMT片层表面存在释基,这些轻基可以和POE-g-MAH、EVM等分子链上的亲水基团通过氢键作用形成物理交联,又降低了体系的总吸水率,而且MMT本身湿容量低,所以材料吸水率并没有随着MMT的增加而明显增加。同时,体系中的MH、MMT都经氨基硅烷包覆处理,大大降低了其本身的吸水性。
蒙脱土又名胶岭石、微晶高岭石,是一种硅酸盐的天然矿物质粘土,为膨润土矿的主要成分。蒙脱土具有层状结构,层间有可交换的阳离子如Na+等,通过离子交换反应,插层剂有机阳离子能嵌入蒙脱土片层问,使层间距离增大,并使蒙脱土由亲水性转变为亲油性,在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脱土层间使其剥离成纳米厚的片层分散到聚合物基体中,可以降低热释放速率,而且成炭性好,同时和其他阻燃剂有协同作用。
在氢氧化物作为主要阻燃填料的基础上,可以增加其他阻燃剂提高阻燃性能,如加入红磷、有机硅化合物可以大大提高氧指数。氢氧化物和蒙脱土、滑石类矿物复配,可以提高燃烧时的成炭性。
为了进一步提高尼龙与蒙脱土在阻燃中的作用,将蒙脱土添到到尼龙中会进一步提高其成炭性能,对此进行多年的研究与开发。实事证明尼龙蒙脱土复合母粒具有非常好的成炭效果,有数据显示,同样是10克添加量的情况,蒙脱土复合母粒、尼龙6和季戊四醇经燃烧后产生的炭渣份数分别是49.7%、31.2%和29.4%,尼龙蒙脱土母粒的炭残留量要比其它两种成炭剂高出约20%左右。
纳米蒙脱土系蒙皂石粘土(包括钙基、钠基、钠-钙基、镁基蒙粘土)经剥片分散、提纯改型、超细分级、特殊有机复合而成,平均晶片厚度小于25nm,蒙脱石含量大于95%。具有良好的分散性能,可以广泛应用高分子材料行业作为纳米聚合物高分子材料的添加剂,提高抗冲击、抗疲劳、尺寸稳定性及气体阻隔性能等,从而起到增强聚合物综合物理性能的作用,同时改善物料加工性能。在聚合物中的应用可以在聚合物时添加,也可以在熔融时共混添加(通常采用螺杆共混)。
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