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软PVC复合金属氧化物阻燃剂的制备及其表面改性研究

李江锋  
【摘要】:论文采用简单的共沉淀法合成了纳米铁酸镁、铁酸铝和铁酸锌复合金属氧化物,对所合成的纳米复合金属氧化物进行了表面改性研究,包括改性剂的筛选和改性工艺条件的优化,并通过实验考察了改性前后复合金属氧化物的添加对软PVC材料的阻燃性能、热稳定性能以及机械性能的影响。所得主要结论如下: (1)通过共沉淀方法合成了三种纳米复合金属氧化物:铁酸镁样品为尖晶石结构,粒径约为12~15nm;铁酸铝样品为尖晶石结构,粒径约为21~25nm;铁酸锌样品为尖晶石结构,粒径约为5~10nm。 (2)对复合金属氧化物改性效果较好的表面改性剂为月桂酸;以改性后复合金属氧化物的吸油值为考察指标,以月桂酸为改性剂,考察并确定较适宜的改性工艺条件为: 纳米铁酸镁样品:改性温度90℃、乳化机转速4500r/min、改性时间3h、改性剂用量为纳米铁酸镁样品质量的5%;纳米铁酸铝样品:改性温度90℃、乳化机转速4000r/min、改性时间3h、改性剂用量为纳米铁酸铝质量的6%;纳米铁酸锌样品:改性温度90℃、乳化机转速4500r/min、改性时间3h、改性剂用量为纳米铁酸锌质量的6%。 (3)改性前后纳米铁酸镁、铁酸铝及铁酸锌的添加均改善了软PVC复合材料的阻燃性能。添加3phr改性前和改性后的铁酸镁后,软PVC材料的氧指数由27.5分别提高到29.4和30.1;添加3phr改性前和改性后的铁酸铝后,软PVC材料的氧指数分别提高到29.4和30.2;添加3phr改性前和改性后的铁酸锌后,软PVC材料的氧指数分别提高到29.6和30.5。 (4)改性前后纳米铁酸镁、铁酸铝及铁酸锌的加入,在实验添加量范围内均改善了软PVC复合材料的机械性能,且在相同的添加份数下,改性后复合金属氧化物的添加对软PVC机械性能的改善效果优于改性前。


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