三氧化二锑/聚氯乙烯复合材料的制备及其阻燃性能的研究

摘要

聚氯乙烯（PVC）是一种热塑性塑料，在塑料工业化生产中占有较大的比重。PVC塑料具有十分良好的电绝缘性能、阻燃性能、耐化学腐蚀性能等。在硬质PVC塑料中，其本身就具有十分好的阻燃性能，极限氧指数的测定值可达45％，而软质 PVC制品，由于大量增塑剂的加入，使得 PVC制品原本具有的阻燃性能大大降低。因此，软质PVC制品的阻燃化处理，是一项十分有前景的研究工作。
　　三氧化二锑（Sb2O3）是锑系阻燃剂中应用最为广泛的一种，属于典型的无机阻燃剂。对塑料制品、纺织物、涂料、橡胶等阻燃性能的提升都比较明显。因此本研究采用熔融共混法制备了 Sb2O3/PVC复合材料，通过改变制备过程中Sb2O3的粒径，观察复合材料阻燃性能的变化情况，并研究了不同表面分散剂对复合材料阻燃性能的影响。
　　本研究分别利用X射线衍射仪（XRD）、透射电子显微镜（TEM）对 Sb2O3的物相组成、颗粒形貌、平均粒径等进行了表征，运用X射线能量色散谱仪（EDS）、极限氧指数仪以及垂直燃烧实验分别对Sb2O3/PVC复合材料的表面形貌、阻燃性能进行了表征和测试。研究结果表明：
　　1．粒径更小的纳米级Sb2O3比微米级Sb2O3在PVC基体中的分布更加均匀，从而也表现出了更加良好的阻燃性能，通过极限氧指数测试，在同样达到难燃级别（OI:27%）时，纳米级Sb2O3的添加量为1.85%，而微米级Sb2O3则为3%。
　　2.通过不同表面活性剂改性的纳米级 Sb2O3，也使 nano-Sb2O3/PVC复合材料的阻燃性能体现出了较大的差别。通过PEG-6000改性过的纳米级Sb2O3，在PVC基体中具有十分良好的分散性，相比于micro-Sb2O3粉末，在同样加入1.85g的情况下，氧指数便可以从25.2%提升至27.1%，UL-94等级也从V-2级提升至V-1级；当 OP-10作为表面活性剂时 nano-Sb2O3粒子在 PVC基体中的分散并不完全，相比于micro-Sb2O3粉末，nano-Sb2O3粉末的阻燃性能仅有小幅度的提升；当 PAAS作为表面活性剂时，nano-Sb2O3粒子几乎全部团聚在了 PVC基体中，相比micro-Sb2O3粉末，nano-Sb2O3粉末的阻燃性能反而有所降低。

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第1章绪论

1.1引言

1.2 阻燃剂的概述

1.3 聚氯乙烯的概述

1.4复合材料的制备方法

1.5阻燃性能的检测

1.6研究内容、拟解决的问题及课题创新性

第2章 机械球磨法制备纳米氧化锑粉末

2.1引言

2.2实验

2.3实验结果与讨论

2.4本章小结

第3章 三氧化二锑的粒径对三氧化二锑/聚氯乙烯复合材料阻燃性能的影响

3.1引言

3.2实验

3.3实验结果与分析

3.4纳米Sb2O3对PVC基体阻燃性能的影响机理

3.5本章小结

第4章 纳米三氧化二锑的表面改性对聚氯乙烯塑料阻燃性能的影响

4.1引言

4.2实验

4.3实验结果与分析

4.4表面活性剂对Sb2O3/PVC复合材料阻燃性能的影响机理

4.5本章小结

结论

本文结论

后续工作建议

参考文献

致谢

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