硼酸根插层水滑石对软质PVC性能的影响.pdf

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1、10工程塑料应用2011年，第39卷，第4期硼酸根插层水滑石对软质PVC性能的影响范惠琳何伟姜莹莹保功辉葛铁军(沈阳化工大学材料科学与工程学院，沈阳110142)摘要以zn—Al水滑石和Zn—Mg—A1水滑石为前体，在酸性条件下，以水为分散介质，由离子交换法分别制备相应的硼酸根插层水滑石，通过采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(fTrIR)、热失重(TG)分析等测试方法进行测试和表征，确定了硼酸根取代水滑石前体层间结构中的CO模型。此外，采用上述水滑石前体和硼酸根插层的水滑石添加到软质聚氯乙烯(PVC)中进行共混改性，测试改性的软质PVC的热性能和氧指数，研究水滑石和

2、硼酸根插层的水滑石对软质PVC的热性能、阻燃性能及力学性能的影响。结果表明，在相同的添加量下，硼酸根插层水滑石可有效地发挥水滑石与硼系阻燃剂的协同效应，优于碳酸根水滑石前体的阻燃性能。关键词PVC热分解阻燃硼酸水滑石聚氯乙烯(PVC)是五大通用塑料之一，在国民设备有限公司；经济各行各业的发展和科学研究中扮演着不可或缺炼胶机：XKR一160型，广东湛江机械厂；的角色。然而，其热稳定性差，因而提高其热稳定性平板硫化机：XBL型，青岛第三橡胶机械厂；和阻燃性是当今PVC行业的一大技术难题。在当热失重(TG)分析仪：STA449C型，德国耐驰公今无卤阻燃领域，Mg(OH)和Al(OH)

3、已经得到司；了广泛的应用，但是其在大量填充后，导致材料力学氧指数(LOI)仪：JF一3型，南京市江宁区分析性能下降明显。寻找一种无毒、高效、性价比高的阻仪器厂；燃剂成为当今无卤阻燃领域的热点J。水滑石的X射线衍射(XRD)仪：D8型，德国布鲁克公司；起始分解温度既有低温又有高温，兼具有Mg(OH)傅里叶变换红外光谱(FFIR)仪：IR一435型，岛和Al(OH)的优点，又克服了两者的缺点，是一种津有限公司；很有前途的高效、无卤、无毒的新型阻燃剂J。水微机万能控制电子试验机：RGL一300A型，深滑石具有可插层性，将某些无机或有机阴离子插入圳瑞格尔仪器有限公司。其层间可制备多种插

4、层结构的功能材料，硼酸根插1．3试样制备层水滑石可有效地发挥水滑石与硼系阻燃剂的协同(1)水滑石的制备效应，因此笔者采用两种碳酸根水滑石作为交换前水滑石前体的合成取一定量的硝酸锌和硝酸体，插入硼酸根形成硼酸根插层的水滑石结构，重点铝配制成溶液A，另取一定量的氢氧化钠和碳酸钠研究其对软质PVC的热性能和阻燃性能的影响。配制成溶液B。在快速搅拌下滴人三口烧瓶中，控1实验部分制滴速50mL／h。保持pH值在10左右，滴加完毕1．1主要原材料后，继续剧烈搅拌，而后将沉淀物于恒温水浴锅中PVC：SG5型，沈阳化工集团；65℃晶化12h，过滤洗涤至滤液为中性为止，90~C干硬脂酸：化学纯，

5、天津市泰兴试剂厂；燥24h后得到zn—Al水滑石。另外，在溶液A中硝酸锌[Zn(NO)·6HO]：分析纯，沈阳市试再加入硝酸镁，其余步骤相同，可得到zn—Mg—A1剂五厂；水滑石。硝酸铝[A1(NO，)·9HO]、邻苯二甲酸二辛硼酸根插层水滑石的制备称量一定的两种水酯(DOP)、硼酸、无水碳酸钠、氢氧化钠：分析纯，天滑石前体，将其在热水中搅拌均匀。将溶液倒入三津市大茂化学试剂厂；口烧瓶中，加热、搅拌。称取一定的硼酸，用热水溶Mg(OH)、A1(OH)：化学纯，天津市光复精细解完全，用滴定管向三口烧瓶中滴加，用pH计测试化工研究所。混合液的pH值，使其保持在3．5～4．5。调节p

6、H值1．2主要设备、仪器通讯作者转矩流变仪：XSS一300型，上海科创橡塑机械收稿日期：2Ol1一Ol-24范惠琳，等：硼酸根插层水滑石对软质PVC性能的影响至期望值后，开始升温搅拌，待溶液开始回流时计由图1可见，插层后Zn—A1水滑石对应于Zn—时，回流2h。用热水抽滤至中性。干燥，研磨，可得Al水滑石前体的碳酸根晶相的衍射峰消失，说明层硼酸根插层水滑石。问碳酸根离子被硼酸根离子置换。图中zn—Al水(2)PVC试样的制备滑石前体中三个特征衍射峰(003)，(006)和(009)将PVC树脂与增塑剂、稳定剂、润滑剂、阻燃剂规则性地向2的低角度移动，分别移动至10．2。、混合均

7、匀后，用转矩流变仪在160～170℃下混炼1021．4。和32．5。，反应层间距的(003)衍射峰对应的层rain，移入平板硫化机，在180~C下，10～13MPa压力间距加大，表明有新的体积较大的基团进人层间取下热压5min，取出再冷压5min，制得10mm×10代碳酸根形成插层zn—Al水滑石。另外，在20=FIIITI的片材，然后根据需要加工成符合测试要求的59。左右(110)处的衍射峰位置基本没有变化，表明试样。试样的基本配方为：PVC100g，阻燃剂20g，硼酸插层后能较好地保持了