论文部分内容阅读
聚氯乙烯(PVC)由于具有优异的综合性能,在管材建材、电线电缆、日用产品等方面均有广泛应用。然而,不论是硬质PVC(RPVC)还是软质PVC(SPVC),在使用过程中也暴露出一些弊端:(1)长时间紫外辐照条件下,导致RPVC材料性能退化;(2)SPVC易燃烧,存在较大安全隐患,进一步限制了PVC材料的应用。基于以上存在问题,本论文分别以RPVC和SPVC为基体,β-二酮硼络合物(BF2-TPE)为光稳定剂,碱式碳酸镁(BMC)为阻燃剂,聚醚钛酸酯偶联剂(e Ti4000)为改性剂,设计制备了BF2-TPE/RPVC复合膜和BMC/SPVC复合材料。研究了BF2-TPE对RPVC抗紫外老化以及BMC对SPVC阻燃抑烟性能的影响。主要研究内容及成果如下:首先,通过溶剂浇铸法制备了一系列BF2-TPE/RPVC复合膜,对其进行紫外加速老化实验。研究了紫外老化时间及BF2-TPE含量对RPVC抗紫外老化性能的影响。结果表明,BF2-TPE可吸收220-450 nm波长范围内的紫外线。在整个紫外辐照过程中,BF2-TPE在抑制RPVC发生光氧化降解的同时,也改善了复合膜的热稳定性能。其次,通过熔融共混法制备了一系列BMC/SPVC复合材料,研究了改性前后BMC对SPVC阻燃抑烟性能的影响。结果表明,e Ti4000改性改善了BMC与SPVC间的界面相容性,e Ti4000-BMC/SPVC复合材料的阻燃抑烟性能、成炭能力、热稳定性及力学性能均优于BMC/SPVC复合材料。其中,50-e Ti4000-BMC/SPVC复合材料的阻燃抑烟效果最佳,其极限氧指数(LOI)从SPVC的23.9%增大至28.0%;其峰值热释放速率(PHRR)、总热释放量、峰值产烟率(PSPR)及总产烟量分别从SPVC的343.10 k W/m2、94.50 MJ/m2、0.17 m2/s和27.20 m2/kg降低至234.20 k W/m2、70.20 MJ/m2、0.02 m2/s和2.30 m2/kg。最后,分别以片状BMC(s-BMC)及花球状BMC(g-BMC)为阻燃剂,考察了BMC形貌对SPVC阻燃抑烟性能的影响。结果表明,由于s-BMC和e Ti4000-s-BMC比表面积较大,s-BMC/SPVC及e Ti4000-s-BMC/SPVC复合材料的综合性能优于g-BMC/SPVC及e Ti4000-g-BMC/SPVC复合材料。其中,当e Ti4000-s-BMC的添加量为50份时,e Ti4000-s-BMC/SPVC复合材料的LOI可达28.2%;PHRR及PSPR分别为177.8 k W/m2和0.077 m2/s,杨氏模量及屈服强度分别为83.5 MPa和14.9 MPa,相较于s-BMC/SPVC、g-BMC/SPVC及e Ti4000-g-BMC/SPVC复合材料,其阻燃抑烟性能和力学性能均有所改善。