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ZHS包覆粒子对PVC材料的阻燃抑烟作用研究

刘秋平  
【摘要】:软质PVC材料因其电绝缘性、耐老化、价格低廉等优点被广泛应用于生活和工业各个领域,PVC加工生产过程中因加入大量增塑剂而导致极限氧指数显著降低且释放出大量有毒有害气体,因此寻求一种阻燃、高效、低毒低烟的无公害阻燃剂显得尤为重要。本文在前人研究的基础上,制备以8.2%ZHS包覆的MH、M-HOS、ATH、CC粒子,利用X射线衍射和扫描电镜对包覆粒子进行结构表征;通过熔融共混法将上述包覆粒子与PVC混合,利用极限氧指数、垂直燃烧、机械性能、热重分析、锥形量热等手段来研究他们对软质PVC材料的机械性能、热稳定性和燃烧性能的影响,得到以下结论:(1)ZHS仅仅包覆在无机粒子表面,并没有改变粒子结构,它们之间形成以无机粒子为核,ZHS为壳的相对完整的核壳结构。(2) PVC/(ZHS包覆粒子)阻燃效果明显高于PVC/(ZHS与无机粒子机械共混),在四种包覆粒子制备的阻燃材料中,羟基锡酸锌包覆氢氧化铝粒子对PVC基体机械性能破坏较小。(3)在相同的热辐射条件下,PVC/(ZHS包覆MH)阻燃抑烟效果明显高于PVC/(ZHS与MH机械共混),四种包覆粒子阻燃剂制备的软质PVC材料锥形量热测试结果表明,ZHS包覆M-HOS具有十分理想的抑烟效果,但在抑制有害气体(CO)释放作用效果不明显,而羟基锡酸锌包覆氢氧化铝作为阻燃抑烟剂能够更好的抑制CO的释放、释放速率峰值最小且峰宽也最为狭窄,在燃烧至60s、180s、300s时的平均热释放速率也最低,可以有效减少PVC燃烧时释放的热量及毒气对人体的危害,降低火灾危险性。


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