新型无机阻燃剂对软质PVC的阻燃研究

论文摘要

目前应用于PVC的阻燃剂主要有卤-锑协同阻燃剂、磷酸酯类阻燃剂、无机阻燃剂、抑烟剂等。卤-锑协同阻燃剂中的锑化合物主要是三氧化二锑,三氧化二锑在增强阻燃效果的同时也增加了生烟量,并且可能与致癌有关,所以找到三氧化二锑的替代品势在必行。随着欧盟ROSH指令和REACH法规的提出及执行,各国环保意识的增强,对阻燃剂提出了越来越高的要求。由于含卤阻燃剂对社会环境和我们的生活带来许多的负面影响,在各行各业,阻燃剂的使用已开始转向无卤体系。低烟、低毒、无污染的无卤高效阻燃剂已成为环保型阻燃剂发展的必然趋势。阻燃剂的发展史与化学元素周期表对比可以发现具有阻燃性的元素主要是锌、铁、锡、镁、铝及过渡金属。本文主要致力于合成具有铝酸盐、铁酸盐及复合羟基锡酸盐并将其应用于PVC进行阻燃消烟研究。本文首先介绍了国内外的PVC的生产及应用得情况,并对部分通用的阻燃剂进行了介绍。阐明了要研究新型高效阻燃剂的必要性和本文的研究思路。第二部分,介绍了试验过程中所需要的样品和仪器。第三部分,合成了铝酸锌并研究了其对软质PVC阻燃型的影响,结果表明铝酸锌具有较强的阻燃性能能够部分或完全代替三氧化二锑应用于软PVC对其进行阻燃消烟处理。第四部分,对比了部分铝酸盐对软PVC的阻燃消烟作用,结果发现部分铝酸盐的阻燃消烟性能较好,且能够增加样品的稳定性,对样品的机械性能影响不大。在该部分铝酸盐中铝酸镁的效果最好。第五部分,合成了铁酸锌,并研究了其对软PVC的阻燃消烟性能的影响。结果发现,在添加量少量的铁酸锌即可使软质PVC样品的达到30以上,且不影响样品的其它性能。第六部分,研究了系列铁酸盐对软PVC阻燃消烟性能和力学性能的影响,并对该部分铁酸盐的性能进行了对比。研究结果发现,铁酸钙和铁酸镁是所研究的几种铁酸盐中性能较优异的,可应用于软PVC的阻燃消烟研究。第七部分,研究了系列复合羟基锡酸盐对软PVC阻燃消烟性能和力学性能的影响。研究结果发现,复合羟基锡酸盐对软PVC都有很好的阻燃消烟作用,能降低软PVC的拉伸强度,增大其断裂伸长率,都能提高软PVC的抗冲强度。综合考虑阻燃剂对软PVC阻燃消烟和力学性能的影响,[ZHS+Fe2Sn3（OH）18]是上述几种复合羟基锡酸盐中综合性能最优异的。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 PVC阻燃和抑烟的方法
• 1.2.1 采用阻燃增塑剂代替常规增塑剂
• 1.2.2 镁、铝、硼体系
• 1.2.3 锑、秘和硅、锡体系
• 1.2.4 铜、锌体系
• 1.2.5 铁、钻、镍体系
• 1.2.6 钼、钨、锰体系
• 1.2.7 钛、锆、钒体系
• 1.3 国内外研究状况
• 1.3.1 国内
• 1.3.2 国外
• 1.4 本课题研究的基本目的和意义
• 第2章 实验部分
• 2.1 主要试剂及原料
• 2.2 阻燃样品的制备
• 2.3 样品的性能测试
• 2.3.1 氧指数的测定
• 2.3.2 烟密度的测定
• 2.3.3 热性能参数的测定
• 2.3.4 机械性能的测定
• 第3章 铝酸锌在阻燃软质PVC中的应用
• 3.1 引言
• 3.2 实验
• 3.2.1 铝酸锌的合成
• 3.3 结果与讨论
• 2O₄）的XRD表征'>3.3.1 铝酸锌（ZnAl₂O₄）的XRD表征
• 2O₄）的SEM表征'>3.3.2 铝酸锌（ZnAl₂O₄）的SEM表征
• 3.4 阻燃性能分析
• 3.5 热重与差热分析
• 3.6 铝酸锌的阻燃机理
• 3.7 结论
• 第4章 系列铝酸盐对软质聚氯乙烯的阻燃研究
• 4.1 引言
• 4.2 铝酸盐的制备
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 阻燃性能
• 4.3.2 系列铝酸盐对PVC的消烟性能影响
• 4.3.3 铝酸盐阻燃PVC机械性能
• 4.3.4 热重与差热分析
• 4.4 结论
• 第5章 铁酸锌对软聚氯乙烯的阻燃消烟作用
• 5.1 引言
• 5.2 铁酸锌样品的制备
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 阻燃性能
• 5.3.2 扫描电镜
• 5.3.3 热重与差热分析
• 5.3.4 阻燃剂对软质PVC机械性能的影响
• 5.4 铁酸锌的阻燃机理
• 5.5 结论
• 第6章 系列铁酸盐对软质聚氯乙烯的阻燃消烟研究
• 6.1 引言
• 6.2 系列铁锡酸盐的制备
• 6.3 结果与讨论
• 6.3.1 铁酸盐对软PVC的阻燃效果
• 6.3.1.1 氧指数分析
• 6.3.1.2 铁酸盐对软PVC的抑烟效果的影响
• 6.4 铁酸盐对软PVC的力学影响
• 6.4.1 铁酸盐对软PVC的拉伸性能的影响
• 6.4.2 铁酸盐对软PVC抗冲击性能的影响
• 6.5 部分铁酸盐处理后样品剩炭表面的扫描电镜分析
• 6.6 热重与差热分析
• 6.7 结论
• 第7章 系列复合羟基锡酸盐对软聚氯乙烯的阻燃消烟作用
• 7.1 引言
• 7.2 系列羟基锡酸盐的制备
• 7.3 结果与讨论
• 7.3.1 复合羟基锡酸盐对软PVC阻燃性能的影响
• 7.3.1.1 复合羟基锡酸盐阻燃软PVC的氧指数分析
• 7.3.1.2 复合羟基锡酸盐阻燃软PVC的剩炭率分析
• 7.3.2 复合羟基锡酸盐对软PVC消烟性能的影响
• 7.3.3 复合羟基锡酸盐对软PVC力学性能的影响
• 7.3.3.1 复合羟基锡酸盐对软PVC的抗拉性能影响
• 7.3.3.2 复合羟基锡酸盐对软PVC的抗冲性能的影响
• 7.4 热重与差热分析
• 7.5 羟基锡酸锌参杂锡酸盐的阻燃机理
• 7.6 结论
• 第8章 结论与建议
• 8.1 结论
• 8.2 建议
• 参考文献
• 研究生期间发表和待发表的论文
• 致谢