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阻燃剂是一类重要的工业生产助剂,其用量仅次于增塑剂,位居第二。随着人们安全与环保意识的不断增强,现代制造业要求阻燃剂必须更加高效与环保。锌硼复合氧化物作为一种环保型的高效阻燃剂,具有阻燃、抑烟、防熔滴、可杀菌等优良性能,且本身无毒,价格低廉;被广泛应用于环氧树脂、聚乙烯、聚乙烯-醋酸乙烯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚酰胺、聚苯醚、不饱和聚酯、丙烯酸酯等材料中阻燃。本论文从锌硼复合氧化物的合成工艺、原料选择及配比、颗粒与形貌控制等方面进行了系统深入的研究,结果如下:1.以ZnSO4·7H2O、ZnO、H3BO3、Na2B4O7·10H20、NH4HB4O7·3H2O、NaOH、H2SO4和NH3·H20为原料,设计有利于工业化生产的合成路线,合成了六种锌硼复合氧化物:2ZnO·3B2O3·7H2O、2ZnO·3B2O3-3.5H2O、2ZnO·2B2O3·3H2O、4ZnO·B2O3·H2O、2ZnO·3B2O3和4ZnO·B2O3。采用化学滴定、X射线粉末衍射(XRD)、热分析(TGA)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、粒度分布测试等手段确定得到的锌硼复合氧化物样品的组成、结构、形貌及粒度分布,并计算各锌硼复合氧化物的产率。2.控制合成了不同颗粒大小及形貌的锌硼复合氧化物。得到三种2ZnO·3B2O3·7H2O硼,其形貌为四面双锥,四方片状及无规则状的,三种样品的粒度分布较均匀;且以NH3·H2O,ZnSO4·7H2O和H3BO3为原料,一步合成得到的2ZnO·3B2O3·7H20是单晶的;合成了七种2ZnO·3B2O3·3.5H2O,其形貌有无规则的、棱柱状的、片装的、针尖状的及棒状的,且粒度分布不一;从不同原料的角度,讨论了不同颗粒大小及不同形貌的2ZnO·3B2O3·3.5H2O的形成机理。得到了大量2ZnO·2B2O3·3H2O单晶,为棱形颗粒,分散性好,粒径约500 nm左右;将其与聚丙烯高聚物共混后得到微纳米锌硼复合氧化物/聚丙烯复合材料,简单讨论了该复合材料的成炭率及其机理。不需要任何模板,一步大量合成了4ZnO·B203·H20纳米单晶棒,其宽约70~200 nm,长达6~7μm,厚度仅为20 nm左右。该纳米棒的长径比高达50~100,粒度分布均匀;随着反应时间的增加,纳米棒逐渐团聚成致密的微米球。在不添加任何助剂的条件下,得到了无水2ZnO·3B203和无水4ZnO·B2O3,其中2ZnO·3B2O3的形貌是四面双锥形的,而4ZnO·B2O3的形貌有微米球状的,也有纳米棒状的。改变热处理温度,进一步证实其对无水锌硼复合氧化物样品形貌及颗粒大小有影响;而样品的形貌跟相应前驱物的形貌紧密相关。3.控制不同的合成时间和温度,调整原料加入的顺序与时间,得到不同颗粒大小及不同形貌的锌硼复合氧化物,证明了不同合成方法(包括合成工艺、原料组成和原料配比)对微纳米锌硼复合物样品的颗粒大小及形貌有很重要的影响。简单讨论了不同形貌硼酸锌颗粒形成的机理。4.合成方法产率高,副产物能回收利用,工艺简单环保。