改性碳纳米管对材料燃烧性能的影响
摘要：聚丙烯（PP）综合性能突出，应用广泛。管材、板材、纤维等领域的年度需求增长迅速，国内对聚丙烯的需求也迅速增长，高速绘图BOPP薄膜、管材、薄无纺布、高透明食品容器等特种材料市场发展前景良好。但是它易燃，氧指数仅为 17% 左右，容易熔融滴落，且燃烧时释放出大量的燃烧热，因此，对 PP 进行改性，提高阻燃性能，降低燃烧热释放显得非常必要。本文主要讲述如何改性使PP提高其阻燃性能。
关键词：聚丙烯；碳纳米管；改性；燃烧性能
一、文献综述
1、聚丙烯
聚丙烯（PP）综合性能突出，应用广泛，我国主要将聚丙烯这种材料应用在食品包装、家用物品、汽车、光纤等领域。我国使用聚丙烯最大的领域是编织袋、包装袋、捆扎绳等产品，约占总消费的 30%。近年来，随着聚丙烯注塑产品和包装膜的发展，聚丙烯用于织造产品的比例有所下降，但还是其聚丙烯消耗最多的区域。注塑产品是中国第二大聚丙烯消费领域，占总消费量的 26% 左右，它也是未来聚丙烯需求量最大的地区之一。国产聚丙烯的另一个主要消费领域是薄膜，占总消费的 20%左右，主要是BOPP（双向拉伸聚丙烯薄膜）薄膜。在未来的几年里，纺织产品的比例将逐渐下降，而注塑产品、管材和板材的比例将会增加，根据专家对聚丙烯行业发展的预测，到2020年我国对聚丙烯的需求量有可能达到2370万吨左右。纺织产品、注塑产品、薄膜仍是我国聚丙烯的主要需求领域，而管材、板材、纤维等领域的年度需求增长迅速，国内对聚丙烯的需求也迅速增长。高速绘图BOPP薄膜、管材、薄无纺布、高透明食品容器等特种材料市场发展前景良好。但是它易燃，氧指数仅为 17% 左右，容易熔融滴落，且燃烧时释放出大量的燃烧热，因此，对 PP 进行改性，提高阻燃性能，降低燃烧热释放显得非常必要。[1]
- 碳纳米管
由于碳纳米管在结构、机械、电学等方面具有独特的性能，因此，在材料、化学以及物理等领域中一直是人们关注的热点。碳纳米管（Carbon Nanotubes，简称 CNTs）由日本 NEC 公司科学家 S.Iijima[1]在 1991 年首次发现。到目前为止，相关研究人员对碳纳米管的性能进行了比较深入的研究，其合成技术和纯化技术也逐渐得到完善。
碳纳米管，又名巴基管，是一种具有层状中空结构的纳米材料。碳纳米管的管身是由六边形碳环结构单元组成（如图 1 所示），管端部分是由五边形或七边形的碳环组合而成，管的两端基本上都是封口结构。碳纳米管根据其组成层数的不同分为单壁碳纳米管和多壁碳纳米管。顾名思义，单壁碳纳米管是由单层石墨层片卷曲而成；多壁碳纳米管是由直径不同的碳管以同一轴线形成多层结构的碳纳米管。多壁碳纳米管壁数从2层到50层不等，层与层之间的距离大约为0.34 nm。[2]
碳纳米管具有高比表面积和优良的电子传导能力，这使得碳纳米管具有很多的化学位点。另外，碳纳米管的端口是由五元环和七元环结构组成，碳原子为sp3杂化而成。所以，CNTs端口很容易实现化学改性和修饰，从而具有更高的化学活性。
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