聚氯乙烯 (PVC) 是我国使用最广泛的大宗原料之一, 主要应用于生活塑料制品、玩具、建材、工业产品外壳等方面。截止2015年全国:聚氯乙烯 (PVC) 年产量达1629.61万吨。但由于实际使用需要, 制成塑料制品需加入塑化剂改良产品性能导致阻燃性大大降低。而氢氧化铝作为一种阻燃剂广泛十分应用, 本文旨在研究添加氢氧化铝对前后对聚氯乙烯阻燃效果的改变。
软性聚氯乙烯燃烧时在300℃左右释放出氯化氢和二烯烃, 在温度达到400℃是二烯烃加成生成苯环, 最后形成焦炭和石墨碳颗粒。最终产物为氯化氢、苯环、芳香化合物、低分子烯烃、烷烃、焦炭等物质。在PVC整个燃烧过程中苯环、低分子烯烃烷烃中间产物燃烧热解将会形成大量的黑烟, 其最终产物中有很多物质对环境有较大污染[1]。
本次燃烧实验采取充分燃烧实验材料后称量余重的方式实验来判断软性PVC的燃烧效果。余重越大判定燃烧不充分, 阻燃性能好。
实验器材:热重差热分析仪, STA7300, 日本日立。
实验原料:聚氯乙烯, SG-5型, 新疆天业 (集团) 有限公司
样品配置
将本品按某企业生产塑料普通软性塑料制品的方式添加适量塑化剂后添加氢氧化铝阻燃剂和未添加阻燃剂后生产出成品, 分别取100g产品作为燃烧样品。
将以上2份产品分别投入STA7300热重差热分析仪读取不同温度不同产品燃烧后的余重。依据余重数据绘制不同样品的温度失重图如下[2]:
由上图可知未添加阻燃剂的软性聚氯乙烯与上文所述相同, 在300℃左右大量释放产物, 质量大幅降低。400℃左右发生二烯烃加成生成苯环的化学变化, 质量基本维持不变。超过500℃后裂解成低分子烃类, 质量再次迅速降低。加入氢氧化铝阻燃剂的试验品试验中, 软性聚氯乙烯直到700℃后才开始分解失重, 说明氢氧化铝的添加大大提升了软性聚氯乙烯的阻燃效果。
通过对比添加氢氧化铝阻燃剂前后软性聚氯乙烯的燃烧失重实验, 得出氢氧化铝作为阻燃剂的阻燃效果较好。并且理论上氢氧化铝有较好的抑制烟尘的效果, 但由于实验条件有限, 无法测量燃烧烟密度, 未讨论氢氧化铝阻燃剂对聚氯乙烯燃烧的抑烟效果, 在今后的实验中有待进一步论证。
摘要：聚氯乙烯 (PVC) 是使用最广泛的塑料原料之一, 本身具有很好的阻燃性, 但在生产为塑料产品时, 特别是软性聚氯乙烯产品的生产中需加入塑化剂改变产品性能, 大大降低了产品的阻燃性, 本文主要研究添加氢氧化铝阻燃剂对软性聚氯乙烯的阻燃性提升效果。
关键词：氢氧化铝,聚氯乙烯,阻燃性
[1] 曹金鑫.聚氯乙烯树脂阻燃抑烟性能的研究紧张[J].材料导报, 2012, 10:78-85.
[2] 刘秀.三氧化锰对阻燃硬质聚氨酯泡沫塑料的抑烟效果分析.中国塑料, 2014, 10:14-18.
