浅述氧化锌和氢氧化物对软聚氯乙烯阻燃性能的影响

软质PVC制品中由于大量增塑剂的加入,大大提高了其可燃性,燃烧时还会产生大量有毒烟雾,因此对PVC制品的阻燃抑烟问题亟待解决.无机氢氧化物优点众多,在阻燃高分子材料中应用广泛,但阻燃效率低,常与其他阻燃剂复配使用.硼酸锌、锡酸锌、磷酸锌、氧化锌等可直接或与其他阻燃剂复合应用于PVC的阻燃消烟.

加入Al(OH)3后,对应其脱水吸热温度,活化能在转化率为50%时达到最大值245kJ・mol-1,说明由于Al(OH)3的脱水吸热使降解的活化能增大(对阻燃有利),对应PVC降解过程中剩炭的氧化放热分解,在转化率为70%～85%时活化能明显高于纯PVC,说明加入Al(OH)3后剩炭的稳定性增强;加入Mg(OH)2与Al(OH)3的区别主要在于活化能在转化率为

65%左右出现一小峰,这与Mg(OH)2的脱水吸热温度(673K)相对应.加入1gZnO后,活化能进一步提高,对应剩炭的氧化分解,在转化率为73%左右达380kJ・mol-1,较高的活化能表明剩炭的稳定性大大提高,有利于改善材料的阻燃消烟性能.当复合10gZnO时,活化能降为260kJ・mol-1,剩炭的稳定性明显降低,不利于阻燃消烟.Mg(OH)2和ZnO体系的变化规律与AI(OH)3和ZnO相同,只是活化能在转化率为65%

达最大值330kJ・mol-1,复合10gZnO时,活化能降为250kJ・mol-1.

将氢氧化物与适量的ZnO共用,可明显提高其阻燃效率,氢氧化物与ZnO间存在协同作用.Al(OH)3和Mg(OH)2通过在凝聚相的脱水吸热效应,提高了相应转化率时的降解反应的活化能,提高了剩炭的稳定性,从而改善了PVC的阻燃抑烟性能.适量ZnO主要是通过凝聚相的Lewis酸催化作用,促使PVC提前脱HCl,显著提高剩炭氧化反应的活化能,改善剩炭的稳定性,与氢氧化物的脱水吸热效应相互促进,从而起到增强PVC阻燃抑烟性能的作用.

 

 

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