Исследование влияния модифицированного гидроксида магния на свойства поливинилхлоридных композиций

Практически все материалы и изделия на основе ПВХ содержат пластификаторы, которые повышают эластичность и снижают температуру переработки. Их введение в композиции способствует увеличению пожарной опасности материала. Так при содержании в композиции ПВХ более 40 % диоктилфталата кислородный индекс материала соответствует кислородному индексу диоктилфталата [1]. По этой причине необходимо введение антипиренов для снижения горючести ПВХ пластикатов.

Для снижения горючести полимерных материалов существуют добавки целенаправленного действия - антипирены, дымоподавители, адсорбенты токсичных веществ. Однако, использование совокупности указанных добавок затрудняет переработку полимерных смесей, ухудшает эксплуатационные свойства готовой продукции, повышает ее материалоемкость.

В связи с этим актуальной является задача повышения эффективности указанных добавок с целью снижения их концентрации в полимерных композициях, в частности, на основе пластифицированного ПВХ.

Цель работы - проведение модификации гидроксида магния фосфорборсодержащим олигомером. Использование модифицированного гидроксида магния позволит модернизировать рецептуры негорючих ПВХ пластикатов с повышением их технологических и пожаробезопасных свойств. В отличие от галогенсодержащих антипиренов, фосфорсодержащие соединения не переходят в газовую фазу и не увеличивают токсичность горения [2].

В России и других странах в настоящее время проводятся исследования по улучшению эксплуатационных свойств гибких ПВХ пластикатов, снижению их горючести, дымообразования и выделения токсичных продуктов при горении. В работе [3] проведена предварительная обработка природного гидроксида магния и гидроксида алюминия поверхностноактивными веществами: стеариновой кислотой или винилтриметоксисиланом. При обработке ПАВами прочность при разрыве возрастает. Термостабильность ПВХ - пластикатов, содержащих активированный наполнитель, увеличилась в среднем на 20 %. Введение гидроксидов металлов приводит к ухудшению физико-механических характеристик. В работах [4, 5] показано, что модификация гидроксидов алюминия, магния, кальция и некоторых других металлов диметилфосфитом позволит в значительной степени снизить этот недостаток.

Проведено реологическое исследование композиций на основе ПВХ, содержащих модифицированный фосфорборсодержащим олигомером гидроксид магния. Введение в композицию модифицированного гидроксида магния способствует увеличению вязкости. Модификация гидроксида магния ускоряет процесс желатинизации пластизоля ПВХ. Увеличение крутящего момента, вязкости системы, возрастание комплексного модуля (при температуре 100 °С) и тангенса угла механических потерь (tg б) возможно, связано с образованием структурных элементов в полимерной композиции.

Установлено, что при горении композиций на основе ПВХ с гидроксидом магния на его поверхности образуется коксовая «шапка», которая уменьшает количество летучих горючих продуктов пиролиза пластиката, поступающих в зону пламени, меняет условия теплообмена пламени с поверхностью горящего материала.