聚丙烯(PP)具有、易成型加工、耐化學(xué)腐蝕性好、綜合力學(xué)性能優(yōu)良及等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于化工、建筑、家電、包裝、汽車等領(lǐng)域但由于純PP樹脂極限氧指數(shù)(LOI)低只有17%左右,本身易燃,燃燒時(shí)發(fā)熱量大,燃燒速度快,并易產(chǎn)生熔滴,從而限制了其應(yīng)用,因此對(duì)其阻燃化研究就顯得尤為重要。

隨著人們安全和環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng),在塑料阻燃領(lǐng)域越來越重視綠色環(huán)保的無鹵阻燃體系。常用的工業(yè)化綠色環(huán)保無鹵阻燃劑主要為氫氧化鎂(MH)和氫氧化鋁(ATH)等金屬水合物。但是該類金屬水合物表面極性很強(qiáng),親水疏油,與非極性材料親和性差,直接添加到高聚物中分散性及相容性差,在聚合物基體中難以均勻分散,容易團(tuán)聚,界面難以形成良好的黏結(jié),并且需要添加到質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%以上才能達(dá)到良好的阻燃效果,這就地劣化了阻燃PP的力學(xué)性能。解決該問題的主要方法是對(duì)金屬水合物進(jìn)行表面改性,并盡量細(xì)化阻燃劑粒徑,添加界面相容劑等。

經(jīng)過表面改性的MH和ATH在PP基體中分散均勻顆粒大都以原級(jí)顆粒形式分散于材料中。另一個(gè)行之有效的方法是,在體系中添加蒙脫土(MMT)等阻燃協(xié)效劑,以降低金屬水合物的添加量。MMT是一種納米級(jí)層狀硅酸鹽,添加到聚合物中,能降低燃燒時(shí)的熱釋放速率增加炭層連貫性。聚合物材料中直接添加無機(jī)MMT時(shí),由于其與聚合物基體相容性較差,制備的復(fù)合材料性能往往難以達(dá)到實(shí)際應(yīng)用要求因此需對(duì)其進(jìn)行改性。

當(dāng)復(fù)合聚烯烴材料用作絕緣料時(shí),其介電性能是重要的參數(shù)之一,而其吸水性則會(huì)影響介電性能及長(zhǎng)期使用穩(wěn)定性。當(dāng)聚合物的單體是親水性的極性單體,或帶有鞍酸鹽基團(tuán)時(shí),吸水性會(huì)更強(qiáng)從而導(dǎo)致材料電阻率降低,絕緣性能變差,甚至絕緣層被擊穿導(dǎo)致漏電,并且存在終引燃電纜材料發(fā)生火災(zāi)的風(fēng)險(xiǎn)。大多數(shù)電纜材料用聚合物可燃.有的在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的有毒氣體和濃煙,對(duì)環(huán)境造成危害并威脅生命財(cái)產(chǎn)安全。因此要控制絕緣材料的吸水量。

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(rùn)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(yáng)離子如Na+等，通過離子交換反應(yīng)，插層劑有機(jī)陽(yáng)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(shí)和其他阻燃劑有協(xié)同作用。
表面改性是指用物理、化學(xué)方法對(duì)粒子表面進(jìn)行處理，有目的地改變粒子表面的物理化學(xué)性質(zhì)，如表面原子層結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)、表面疏水性、電性、化學(xué)吸附和反應(yīng)特性等。這樣各種表面改性劑與顆粒表面化學(xué)反應(yīng)和表面覆處理改變顆粒的表面狀態(tài)，提高表面活性，從而改善或改變粉體的分散性、和高分子材料的相容性等。常用的表面改性劑有脂肪酸及其衍生物，如油酸、硬脂酸等，偶聯(lián)劑，高分子材料等。表面改性的方法有干法和濕法等。干法是粉體在加工過程中，利用高速混合機(jī)，在粉體表面包裹一層改性劑。濕法表面處理是直接把表面處理劑或分散劑加入無機(jī)阻燃劑懸浮液中，進(jìn)行表面處理。
礦石法的無機(jī)阻燃劑因?yàn)槭峭ㄟ^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(huì)造成機(jī)械性能下降，因此多作為輔助阻燃劑使用，此時(shí)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。
聚合物/蒙脫土納米復(fù)合材料是當(dāng)今眾多無機(jī)納米粒子改性復(fù)合材料中有潛力的一類納米復(fù)合材料。由于蒙脫石具有特的層狀一維納米結(jié)構(gòu)特性，形態(tài)特性，層間具有可設(shè)計(jì)的反應(yīng)性，超大的比表面積（750m2/g）和高達(dá)200以上的徑/厚比。
蒙脫土主要成分蒙脫石，是由兩層Si—O四面體和一層Al-O八面體，組成的層狀硅酸鹽晶體，層內(nèi)含有陽(yáng)離子主要是鈉離子，鎂離子，鈣離子，其次有鉀離子，鋰離子等。蒙脫土的納米有機(jī)改性目的是為了：將層內(nèi)親水層轉(zhuǎn)變?yōu)槭杷畬?，從而使高聚物與蒙脫土有更好的界面相容性。