添加奈米黏土對阻燃級EPDM熱安定性與燃燒性之影響

Effect of Nanoclay Addition on the Thermal and Fire Properties of Flame-Retarded EPDM

曾琴豊(Qin-Li Zeng)

指導教授 ： 郭文正

國立臺北科技大學/工程學院/化學工程所/碩士(2006年)

https://doi.org/10.6841/NTUT.2006.00036

摘要

此研究首先先製備有機黏土，並將其黏土與金屬氧化物以不同比例添加於EPDM中，探討黏土對於阻燃型EPDM之熱物性影響。
利用C18~NH3與Na-MMT進行陽離子交換成有機黏土。且從X-ray繞射圖可知，改質前Na-MMT的2θ角為7.02o，而改質後有機黏土的2θ角為3o，由此可證，改質劑已成功的和黏土層的Na+進行交換。
將有機黏土加入EPDM中，成為EPDM/黏土奈米複合材料，並經由XRD、TEM檢測顯示，可知黏土呈現脫層型態於EPDM中，熱重損失測試也顯示，添加奈米黏土於EPDM及阻燃級的EPDM的熱性質隨著奈米黏土添加量增加而有所提升。將所得EPDM/黏土奈米複合材料摻合金屬氫氧化物製成阻燃級的複合材料，經由Cone Calorimeter檢測燃燒性質，實驗結果顯示，添加奈米黏土可使尖峰釋放率和遮煙係數明顯降低。以上結果均顯示，添加奈米黏土不僅可提升熱安定性，對於阻燃性也有所提升，原因是有機黏土具有火焰阻絕性，在燃燒過程中會形成焦炭區降低發熱量，能有效的阻隔氧氣及熱傳遞之功效。

關鍵字

有機黏土 ； 奈米複合材料 ； 氫氧化鋁 ； 熱性質 ； 圓錐量熱儀

並列摘要

The main objective of this study was to investigate the effect of organoclay
addition on thermal and fire properties of flame retarded ethylene-propylene-diene
terpolymer (EPDM). EPDM/clay hybrids have been prepared by mixing EPDM and
organoclay via a vulcanization process using tetramethyl- thiuram monosulfide as a
vulcanization accelerator. The exfoliated structures of clay in the hybrid were support
by XRD and TEM data. EPDM and EPDM-clay hybrid have been mixed separately
with aluminum hydroxide to prepare flame-retarded EPDM. Data from TGA and Cone
calorimeter experiments showed that the presence of organoclay in the flame-retarded
EPDM not only improve its thermal stability but also reduce its maximum heat release
rate and extinction coefficient .

並列關鍵字

EPDM ； EPDM-clay hybride ； aluminum hydroxide ； thermal property ； cone calorimeter

參考文獻

文，國立台北科技大學化學工程研究所，台北，2005。

文，國立台北科技大學化學工程研究所，台北，2002。

Company INC., 1978 , pp. 147-150

of Applied Polymer Science, vol. 97, 2005, pp. 1825–

γ -radiation-crosslinked HDPE/EPDM composites as