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PVC膜结构材料是以高强织物例如涤纶织物等为骨架,两面均匀涂覆聚氯乙烯涂层材料,具有成本低廉、韧性优良,易加工等优点,而被广泛应用在建筑、运动、休闲等领域。一般柔性PVC涂层膜材料加工过程中需加入大量增塑剂(60%以上)以提高柔软度和改善样品的加工性能,而增塑剂一般为易燃物,这不仅大幅度降低PVC膜材料的阻燃性能,而且也会限制此类材料的广泛应用。柔性PVC膜材料在燃烧的过程中会放出大量有毒有害黑烟,威胁人类生命安全,因此对于PVC的阻燃消烟的研究具有重要意义。为了降低材料的潜在火灾危害,需要研发一种“绿色环保”高效阻燃抑烟剂来满足材料阻燃要求。研究发现锡类化合物例如锡酸锌(ZnSnO3)可以作为含卤聚合物材料的高效阻燃抑烟剂,其添加量仅为5%~10%,但其在基体中分散性较差且成本较高,因此应用受到限制。为了提高ZnSnO3阻燃效率及其在聚合物基体中的分散性,同时又降低阻燃剂使用成本,将氢氧化镁(MTH)包覆ZnSnO3和三聚氰胺甲醛树脂(MF)与MTH双层包覆ZnSnO3,组成镁-锡-锌、氮-镁-锡-锌协同阻燃体系,是一种切实可行的方法。本课题首先选用绿色环保的锡酸锌(ZS)为芯材料,以氢氧化镁和三聚氰胺甲醛树脂作为囊材,采用化学沉淀法和原位聚合法制备单层和双层微胶囊阻燃剂。利用傅里叶红外光谱、X射线粉末衍射仪(XRD)、透射电镜(TEM)、场发射扫描电镜(SEM)、热重分析(TGA)等方法对其进行了一系列表征。其结果显示制备的单层和双层微胶囊阻燃剂粒径为50nm~250nm,具有核壳分层结构,其热稳定性也发生了变化。将制备的微胶囊阻燃剂通过机械搅拌法加入PVC浆料制备阻燃PVC膜材料,采用垂直水平燃烧法,极限氧指数法(LOI),烟密度测试(SDR),热重分析(TGA),扫描电镜(SEM)等方法测试了其阻燃抑烟性能,结果表明微胶囊阻燃剂添加量8%左右,即可使PVC膜材料的LOI值提高至27%以上,同时在垂直水平燃烧测试中,燃烧剩余长度大幅增加,烟密度下降至50%以下,表现出优异的阻燃抑烟性能。最后通过扫描电镜、拉伸性能测试和旋转流变仪研究了微胶囊阻燃剂在基体中分布情况和其对基体机械性能的影响。研究结果显示相较于纯氢氧化镁和锡酸锌等无机阻燃剂在基体中的分布情况,经过三聚氰胺甲醛树脂包覆的双层微胶囊阻燃剂在基体中分布更均匀,团聚现象较少,表现出更佳的分散性。同时双层微胶囊阻燃剂对于基体机械性能影响程度较小于前述无机阻燃剂,表现出和基体更好的相容性。双层微胶囊在PVC浆料中对其黏度影响程度最小,不会大幅度增加PVC浆料黏度,对生产加工工艺的影响较小,增加了后期应用范围。