本文综述了阻燃聚乙烯和海泡石研究的发展现状及趋势,以此为基础介绍了本课题的研究方向和主要内容。本研究主要是利用带有高活性基团的阻燃齐聚物分子对海泡石纤维进行接枝改性,在改善海泡石纤维与聚乙烯相容性的同时,增强海泡石纤维的协效阻燃能力。制备了阻燃化改性海泡石纤维/聚乙烯复合材料,对聚乙烯复合材料的热性能、阻燃性能、力学性能进行了研究。讨论了阻燃化改性海泡石纤维对聚乙烯复合材料热性能、阻燃性能、力学性能和燃烧性能的影响。　　 首先,对海泡石原料进行酸处理和水热处理,得到活化海泡石,采用带有较高活性基团的膨胀型阻燃剂双螺环磷酸酯SPDPC和双螺环磷酸酯己二胺共聚物PSPHD对海泡石纤维进行接枝改性。通过扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X-射线衍射(XRD)、X-射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FT-IR)和热重(TG)分析等手段对阻燃化改性海泡石纤维进行了表征,并与酸化后海泡石纤维进行了对比分析。SEM和TEM分析表明,阻燃化改性较大程度地改变了海泡石纤维的表面形貌；XRD测试表明,接枝改性引起了某些晶面衍射峰强度增加；XPS测试表明,SPDPC和PSPHD出现在海泡石纤维表面； FT-IR、TG结果表明带有高活性基团的SPDPC及PSPHD接枝到了海泡石纤维(SEP)表面并引起了海泡石本身热性能的显著变化,上述结果表明接枝改性取得成功,得到阻燃化改性海泡石纤维PSPHD-SEP。　　 其次,采用挤出共混制备了系列海泡石/低密度聚乙烯阻燃复合材料SEP/LDPE,PSPHD-SEP/LDPE对复合材料的拉伸和冲击性能进行测试。复合材料的拉伸强度和抗冲击强度随海泡石纤维添加量的增大呈现先增加后减小的趋势,在相同添加量下,PSPHD-SEP/LDPE的拉伸强度和抗冲击强度更好。当添加量超过3％时,复合材料的力学性能开始下降。LDPE/PSPHD-SEP的力学性能较好,表明阻燃化改性海泡石与低密度聚乙烯有更好的相容性,分散均匀程度更高。动态机械性能(DMA)测试表明,阻燃化改性海泡石纤维使复合材料的储能模量更大提高,损耗模量同比下降,损耗因子降低,复合材料的强度和韧性提高,力学性能提高。　　 再次,通过TG分析,研究了海泡石/低密度聚乙烯复合材料的热降解行为。海泡石在复合材料的热分解的各个阶段起到了不同的作用,400℃以下海泡石主要起到物理保护的作用,随着温度的升高,海泡石促进材料的热降解,在后期,海泡石催化成炭,延缓材料的热降解。通过Flynn-Wall-Ozawa和Friedman方法计算得出相同的活化能变化趋势,即前期海泡石SEP降低了复合材料热降解活化能,中后期提高了热降解活化能。阻燃化改性海泡石PSPHD-SEP则始终提高复合材料的热稳定性。PSPHD-SEP/LDPE的热分解活化能一直高于LDPE和SEP/LDPE。　　 最后,利用氧指数(LOI)、垂直燃烧(UL-94)和锥形量热法(CONE)对海泡石/低密度聚乙烯阻燃复合材料的燃烧性能进行了测试和分析。阻燃化改性海泡石的加入明显提高了复合材料的氧指数,在添加量达到5％时,复合材料的氧指数达到23,垂直燃烧达到V-1级；复配体系中LDPE/3％PSPHD-SEP/15％FR(聚磷酸铵和季戊四醇)垂直燃烧达到V-0级。锥形量热测试表明阻燃化改性海泡石能有效降低了材料燃烧的放热速率峰值,与未改性海泡石相比,阻燃化改性海泡石的效果更明显。在LDPE/PSPHD-SEP/FR复配体系中,阻燃化改性海泡石大幅提高了聚乙烯复合材料的残炭率,减小了总热释放量和总烟释放量。阻燃化改性海泡石与阻燃剂之间存在明显的协同阻燃作用,通过对燃烧后炭层的扫描电镜(SEM)和漫反射红外光谱(DR-FTIR)测试,我们发现,阻燃化改性海泡石有利于体系交联成炭,生成了更致密的炭层。