納米有機蒙脫土在與聚乙烯混合過程中剝離為納米尺度的結(jié)構(gòu)片層,均勻分散到聚乙烯基體中,從而形成納米聚乙烯。這種插層復(fù)合技術(shù)是基于在傳統(tǒng)工藝基礎(chǔ)上的技術(shù)革命,不需要新的高昂設(shè)備投資,操作方便,環(huán)境友好,容易實現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。納米聚乙烯在加工過程中比聚乙烯熔化得快,加工溫度可低一些,由于納米復(fù)合低密度聚乙烯交聯(lián)電力電纜絕緣料能在稍低的溫度下熔化,而且熔化的時間微短,這正是生產(chǎn)交聯(lián)電纜料需要的也重要的關(guān)鍵工藝,這樣它可以大大減小電纜料的預(yù)交聯(lián),提高了加工安全性大幅提高電纜料的產(chǎn)品檔次,杜絕廢次品。
低密度聚乙烯粒料、蒙脫土、復(fù)合型交聯(lián)劑在密煉機中進行密煉,由于復(fù)合交聯(lián)劑均為液體,密煉機轉(zhuǎn)子勻速攪拌混合,借助分子間作用力,交聯(lián)劑在聚乙烯與蒙脫土之間的粘著作用,液態(tài)交聯(lián)劑會很快的非常均勻地薄薄地涂覆在每一粒聚乙烯表面,納米蒙脫土也借助液體交聯(lián)劑均勻地被研磨粘附在聚乙烯顆粒表面。很快聚乙烯顆粒和蒙脫土在運動中因粒子間相互碰撞及物料與鍋壁以及攪拌轉(zhuǎn)子的運動摩擦和密煉機外部加熱而迅速升溫到 108 ~115C熔點熔融后,將抗氧劑等加工助劑按比例加入密煉機中進行短時低速攪拌,將所有的樹脂、助劑實現(xiàn)理想熔融共混。
MMT本身具有無機物的剛性、熱穩(wěn)定性、尺寸穩(wěn)定性等優(yōu)點,有機改性的MMT(O-MMT)則能同時改善材料的阻燃性能力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性能,且材料的阻隔性能及耐候性、耐油性均有所提高%3。將常規(guī)阻燃劑與納米有機蒙脫土(O-MMT)和聚合物組成三元納米復(fù)合材料,發(fā)現(xiàn)僅將少量納米層狀MMT加人到聚合物中即可降低聚合物的可燃性。研究還表明,使用了界面相容劑的O-MMT協(xié)局MH阻燃PP體系，其力學(xué)性能、阻燃性和耐熱性都有了顯著提高!
蒙脫土又名膠嶺石、微晶高嶺石，是一種硅酸鹽的天然礦物質(zhì)粘土，為膨潤土礦的主要成分。蒙脫土具有層狀結(jié)構(gòu)，層間有可交換的陽離子如Na+等，通過離子交換反應(yīng)，插層劑有機陽離子能嵌入蒙脫土片層問，使層間距離增大，并使蒙脫土由親水性轉(zhuǎn)變?yōu)橛H油性，在剪切力作用下熔融聚合物插入蒙脫土層間使其剝離成納米厚的片層分散到聚合物基體中，可以降低熱釋放速率，而且成炭性好，同時和其他阻燃劑有協(xié)同作用。
礦石法的無機阻燃劑因為是通過粉碎、研磨等方法得到、顆粒大小、表面均勻度都比化學(xué)法得到的材料差，大量添加會造成機械性能下降，因此多作為輔助阻燃劑使用，此時就要更多發(fā)揮其協(xié)效作用。蒙脫石和氫氧化物、含磷化合物等具有協(xié)效作用。硅酸鹽是一種良好的成炭劑，和多種阻燃劑之間有協(xié)效作用。
在高分子材料中，填料是用量大的添加劑，幾乎所有的高分子材料，如塑料(包括熱塑性和熱固性塑料)、橡膠和涂料中都使用大量填料。填料的種類很多，金屬粉末可用作導(dǎo)電填料，木粉、淀粉等植物性粉末也可用作填料，但使用的多的還是礦物性填料。
填料的加入不僅可以降低成本，而且可以改善制品力學(xué)性能、加工性能或其他性能。電纜中使用的填料大多數(shù)為礦物性填料，其中數(shù)量大的就是碳酸鈣，這幾乎是聚氯乙烯電纜料中的成分之一。隨著人們安全意識的提高，對電纜阻燃要求也就越來越高，但碳酸鈣不阻燃，所以人們也就需要研究更多的具有阻燃型的填料。
成炭劑在聚合物阻燃中有重要的作用，常用的成炭劑，如季戊四醇等，與聚合物相容不好、加工溫度低、影響材料性能，且多元醇易水解，加入后增加了材料的吸水性，由于多元醇存在上述問題，限制了阻燃材料的應(yīng)用，因此開發(fā)新型成炭劑成為阻燃材料一個十分重要的領(lǐng)域。
這種納米結(jié)構(gòu)和形態(tài)特性不同于其他二維、三維無機納米粒子，從而賦予聚合物/蒙脫石復(fù)合材料以一些的機械性能，熱性能，功能性能和其他的物理性能。已有的實踐結(jié)果表明聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料，機械性能明顯提高，例如拉伸強度，彎曲強度提高20-50%，模量提高1-2倍；摩擦系數(shù)，耐磨性提高1倍。熱變形溫度，結(jié)晶聚合物（如PA）提高80-90℃，非結(jié)晶聚合物提高10-30℃；熱膨脹系數(shù)減少約40%，材料的吸濕速度降低50%，尺寸穩(wěn)定性提高提高2-5倍；水蒸氣、O2、CO2紫外光透過率降低到1/2至1/5；熱釋放速度明顯延緩，阻燃性顯著提高，熔融流動性增加，成型收縮率降低，加工性能改善；復(fù)合材料的比重與單一聚合物相近，比常規(guī)無機填料改性的聚合物比重降低20-30%。材料的透光性也有不同程度的提高。因此聚合物/蒙脫石納米復(fù)合材料成為新一代高阻隔性包裝材料，高強度輕量化工程材料，高阻燃絕緣電器材料和抗疲勞彈性體材料。
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