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硬硼钙石(Ca2·B6O11·H2O)作为一种天然存在的重要硼酸盐矿和化工原料,是制造硼酸、无碱玻璃纤维、塑料增强剂和硼合金的主要原料。此外,在炼钢工业中,可作为造渣剂,在塑料工业中可作阻燃剂。但硬硼钙石作为阻燃剂添加在高聚物中时,受其表面极性的影响,导致与有机高聚物的相容性偏低。因此,提高与高聚物基体的相容性,开发出一种价格低廉、性能优越的无卤阻燃剂是一件十分有意义的工作。为此,本文采用湿化学法对硬硼钙石表面进行一定的有机化修饰,改善其与有机高聚物的相容性,提高其复合材料的力学性能及机械性能,以期扩展硬硼钙石的应用范围,提高其工业和经济价值。本文首先对硬硼钙石进行化学成分、X射线衍射(XRD)、红外光谱分析(IR)、热重分析(TG)、扫描电镜(SEM)、粒度分布等表征分析,确定硬硼钙石的成分及失重温度、颗粒分布等物理化学信息,为阻燃剂的选用提供有用的信息。在此基础上,采用湿法改性方法对其进行有机表面修饰。分别用硬脂酸和油酸为改性剂,无水乙醇为溶剂,考察改性时间,改性温度,液固比及改性剂用量对改性效果的影响,并确定了最佳的改性条件。对改性后的产物分别进行XRD、IR、活化指数、接触角、SEM等表征。研究结果表明:当以硬脂酸为改性剂,无水乙醇为溶剂时,在改性时间75min、改性温度75℃、液固比为2:1及硬脂酸用量为5%的条件下,改性效果最好,活化指数高达99.45%,接触角为131.5°;当以油酸为改性剂,无水乙醇为溶剂时,改性时间50min、改性温度60℃、液固比为1:1及油酸用量为5%的条件下,改性效果最好,活化指数为68.30%,但接触角不能测出,说明疏水性不好。在改性硬硼钙石的基础上,分别将改性后的粉体与乙烯—醋酸乙烯酯(EVA)基体混合。考察不同改性剂改性的硬硼钙石及不同添加量硬硼钙石对EVA复合材料性能的影响。对复合材料进行TG-DTG、SEM及XRD分析及力学性能测试表明:按照2:3的比例,分别将硬脂酸和油酸改性的硬硼钙石与EVA进行混合,硬脂酸改性的粉体和EVA基体的混合材料性能优于油酸改性的粉体和EVA基体的混合材料;分别将硬脂酸改性硬硼钙石与EVA基体按照1:4,3:7进行混合,并与按2:3混合后的材料进行对比,发现40%添加有明显的阻燃效果,燃烧40s后就自然熄灭;TG-DTG结果表明改性硬硼钙石能够阻碍EVA基体的分解,降低失重速率,从而达到阻燃的作用。最后,简单讨论了混合塑料燃烧的情况和燃烧灰烬的微观结构。采用一步合成改性法,制备改性六水偏硼酸钙,经过烘干得到改性二水偏硼酸钙。分别选择硬脂酸钠和油酸为改性剂,考察了不同改性产物及不同添加量对EVA基体的影响,并对复合材料进行了力学性能、燃烧性能、TG-DTG测定,对燃烧灰烬进行了SEM,结果表明:油酸改性剂要优于硬脂酸钠改性剂;油酸改性六水偏硼酸钙/EVA复合材料的力学性能优于油酸改性二水偏硼酸钙/EVA复合材料的力学性能;随着添加量的增加,对EVA基体的力学性能影响越大,但是阻燃性能提高。当添加量为60%时,混合塑料的力学性能最差,但是阻燃性能最好。最后,简单讨论了混合塑料燃烧的情况和燃烧灰烬的微观结构。