硼酸锌还原氧化石墨烯杂化材料的合成及其在PVC中的阻燃作用

来源 :河北大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zhenlic0300
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
聚氯乙烯(PVC)是世界上产量最大的塑料产品之一,通常需要加入增塑剂提高其可塑性,导致其极限氧指数(LOI)降低,有时甚至低至21%以下。且PVC的热稳定性差,燃烧时降解释放出 HCl、CO和苯等低分子化合物,这使得 PVC在火灾中燃烧时产生大量的黑烟和腐蚀性气体。目前,应用于 PVC的阻燃剂一般都是无机阻燃剂,主要包括金属氢氧化物、锑系、硼系、炭基材料等。因此,本文主要合成了硼酸锌(4ZnO·B2O3·H2O)/还原氧化石墨烯杂化材料(ZB/RGO),并与氢氧化镁(MH)协同使用到PVC中,通过 LOI、微型量热分析(MCC)、锥形量热测试(CCT)研究样品的阻燃、抑烟性能;使用离子液体(IL)修饰ZB/RGO的杂化材料,采用相同的方式着重讨论了其对PVC复合材料力学性能和抗静电性能的影响。具体内容如下:  第一部分利用水热法合成了ZB/RGO杂化材料,采用X射线衍射(XRD)、红外(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TG-DTG)对产品进行表征,并用滴定分析测定杂化材料中各组分的含量,结果表明:通过水热法合成了目标产物ZB/RGO,其中ZB为均匀分布的无规则4ZnO·B2O3·H2O纳米棒,宽度为150~250 nm,厚度为50~120 nm,且通过滴定分析测得杂化材料中 RGO的含量为7.31%。  第二部分通过LOI测试ZB和MH协同使用在PVC中阻燃消烟性能,得到此体系阻燃PVC的最佳配方为2份ZB和13份MH。将同样份数的ZB/RGO杂化材料替代最佳配方中的ZB,通过 MCC、CCT研究相应的样品阻燃、抑烟性能,通过 TG-DTG研究PVC样品和PVC阻燃样品的热降解过程,并对样品的残炭进行了SEM和EDS分析,探讨了杂化材料的阻燃抑烟机理。发现PVC/2ZB/13MH的LOI最高,达到32.0%,并具有一定的阻燃抑烟协同效果。而PVC/2ZB/RGO/13MH的LOI为29.4%,相比纯PVC升高了4.9%,且抑烟效果最佳,其中PHRR为225 kW·m-2,TTI为21 s,TSP为26.19 m2·kg-1。同时还研究了阻燃剂的加入对 PVC力学性能和抗静电性能的影响,相比软质PVC,添加15份的ZB(252%)和15份的MH(210%)断裂伸长率分别下降143%和185%。然而, PVC/2ZB/13MH断裂伸长率在所有阻燃样品中最大(306%), PVC/2ZB/RGO/13MH断裂伸长率有所减小(258%),但是仍比15份的ZB和15份的MH大;而在抗静电性能方面,阻燃剂的加入对 PVC样品影响微弱,表面电阻率、体积电阻率均为1014~1015Ω,可以用作电线电缆。  第三部分使用不同质量比的[BMIM]PF6离子液体对ZB/RGO杂化材料进行修饰,采用与第二部分相同的方式应用于PVC中,研究复合材料LOI的变化,并着重讨论离子液体对复合材料力学性能和抗静电性能的影响。结果表明:随着离子液体修饰量的增多,LOI逐渐减小,断裂伸长率先增大后减小,表面电阻率、体积电阻率逐渐减小,但减小趋势逐渐减弱。当离子液体∶ZB/RGO的质量比为1∶1时,复合材料的LOI为28.5%,断裂伸长率为374%,略低于纯PVC(395%),表面电阻率、体积电阻率分别为3.3×1011Ω和45.7×1011Ω·m,能满足PVC材料的一般抗静电要求。同时在阻燃方面,虽然LOI略有降低,但是在CCT测试结果中,PVC/2IL-2ZB/RGO/13MH复合材料的热释放和生烟量明显降低,相比PVC/2ZB/RGO/13MH,THR和TSP分别下降了17.44%和33.43%。
其他文献
新教材在带来新理念、新思维的同时,给中学课堂也带来了强烈的震撼,广大教师也面临着更大的机遇和挑战。领会新教材,把握新教材,使教法改革与教材改革达到完美统一,在蓬勃发展的教
目的 探讨弥漫大B细胞淋巴瘤(DLBCL)骨髓侵犯的异质性与病理特征.方法 选取2015年1月至2018年1月间安康市中医医院收治的49例DLBCL骨髓侵犯患者的临床资料进行回顾性分析,分
采用丙烯酸甲酯和对苯二胺为原料,冰醋酸为溶剂,通过迈克尔加成反应合成了高度对称的树枝状结构的中间体N,N,N,N-四丙酸甲酯-1,4-苯二胺,然后将合成中间体和受阻胺光稳定剂(HALS)1,2,2
随着现代教育技术的进一步推广以及素质教育的深入实施,多媒体教学已广泛进入课堂,并逐步地被现代化教育教学所采用。现代教育技术将教学信息通过多彩的图象、声音、图表、文字
该文首先介绍了制造系统的概念和发展,以及计算机辅助生产管理信息系统的概念和发展情况,从而引出了建立有限能力调度集成框架的必要性;然后围绕集成框架展开讨论,①介绍在计
永磁无刷直流电动机是把电磁、电力电了、机械、材料等多门学科技术合成应用在一起的新型电机,它保持了有刷直流电动机优越的起动和调速性能,同时具备交流电动机的结构简单、运
目的 探讨小儿甲状腺癌超声检查参数与患儿病情发生发展的相关性.方法 选取2016年1月至2019年1月间陕西省延川县人民医院收治的79例甲状腺癌患儿为实验组,另选取同期接受体格
该文将计算机视觉理论及图象处理技术应用到农产品品质检测与分级系统的研究上,建立了彩色图象处理系统,开发了烟叶色形参数图象识别系统软件,为烟叶分级自动化奠定了基础,其
目的 探讨胸腔镜肺叶切除术治疗肺癌的近远期疗效.方法 选取2015年7月至2018年6月间空军军医大学唐都医院行手术切除的156例肺癌患者,根据治疗方法不同分为观察组与对照组,每
该文以机组起停车过程为研究对象,系统解决了机组起停车状态监测与故障诊断技术中信号采集与处理、运行状态监测与量化评估、疑难故障诊断、转子横向裂纹故障早期捕捉及工预