论文部分内容阅读
多数高分子材料具有易燃性,其在燃烧过程中会产生大量的浓烟和有害气体,严重危及人类的生命安全,因此对其进行阻燃处理是很有意义的。三氧化二锑是一种高效添加型阻燃剂,可独立使用亦可与其他阻燃剂消烟剂并用协同阻燃。近些年三氧化二锑被广泛的应用于织物、纸张、塑料制品等阻燃处理,但是由于三氧化二锑分散性较差,本实验决定对它先进行表面改性后研究其阻燃应用。(1)三氧化二锑的表面改性采用硬脂酸对三氧化二锑进行了表面改性,通过单因素试验确定了最佳改性条件:改性温度85℃,改性时间45min,硬脂酸的添加量为3%,所得改性三氧化二锑的活化指数可达40.2%。表面改性不改变三氧化二锑的晶体结构,但红外表明三氧化二锑表面与硬脂酸产生了化学结合。SEM表明改性后的三氧化二锑更加均匀,易于分散。(2)改性三氧化二锑在软质PVC中的应用将改性后三氧化二锑加入软质PVC中进行阻燃处理,实验结果表明改性三氧化二锑对复合体系力学性能影响较小,氧指数测定结果表明表面改性并不影响其阻燃性。当添加3phr改性三氧化二锑时复合体系的力学性能较好且氧指数达到31.3,此时的复合材料阻燃性好且成本较低。(3)PVC/沙柳粉木塑复合材料的制备工艺本课题要研究改性三氧化二锑对PVC/沙柳粉木塑复合材料的阻燃研究,所以先通过正交试验确定出PVC/沙柳粉木塑复合材料的制备的最佳工艺。通过极差分析确定出实际中最佳工艺参数为热压时间15min,木塑比为6:4,混炼时间为10min,偶联剂用量为木粉质量的3%。(4)改性三氧化二锑在PVC/沙柳木塑复合材料中的应用实验结果表明改性和未改性的三氧化二锑对木塑复合材料的力学性能都有一定影响,但是改性三氧化二锑在复合体系中的分散性明显有所提高,故对材料物理力学性能影响较小。表面改性并不影响三氧化二锑的阻燃性能,且观察燃烧后性产物的形貌后可以看出其残碳层较厚可有效遏止火势蔓延。红外图谱可以看出三氧化二锑的阻燃原理,三氧化二锑与PVC热解出的HCl发生了化学反应,既形成了保护层又冲淡了氧气。接触角测试结果显示本实验所制备的阻燃PVC/沙柳粉木塑复合材料润湿性较差,有利于其使用寿命。(5)改性三氧化二锑复配氢氧化铝在PVC/沙柳木塑复合材料中的应用三氧化二锑在实际生产大批量应用时成本偏高,本实验采用氢氧化铝进行复配阻燃,实验结果表明氢氧化铝与少量三氧化二锑复配可较为有效的阻燃木塑复合材料,但是通过氧指数测定可以看出氢氧化铝的阻燃效果一般且添加量较大,对材料力学性能也有一定影响。但复配阻燃剂还是可以达到难燃级别,且很大程度上降低了成本。从扫描电镜可以看出氢氧化铝复配阻燃所得燃烧产物的残碳层较薄,从红外图谱可以看出氢氧化铝在阻燃过程中是发生了脱水反应。(6)改性三氧化二锑、氢氧化铝、TCEP复配在PVC/沙柳木塑复合材料中的应用氢氧化铝虽价格便宜但效果一般,但TCEP不仅阻燃效果好且对材料力学性能没有太大影响。从扫描电镜可以看出此组复配阻燃所得燃烧产物的焦炭层很密实,可以有效防止火势蔓延。