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新阻燃劑低水合硼酸鋅的制備及成分分析

時間:2015-08-24 11:52:30 點擊:
一、實驗目的 1了解低水合硼酸鋅的性能和用途。 2掌握用氧化鋅制備低水合硼酸鋅的原理和方法。 二、實驗原理 1.主要性質和用途 低水硼酸鋅(low hydrate zinc borate)的商品名稱為非法Firebrake ZB。本品系白色細微粉末,分子式2ZnO·3B2O3·3.5H2O,相對分子質量436.64,平均粒徑2~10μm,相對密度2.8。它是一種無機添加型阻燃劑,具有熱穩定好,既能阻燃、又能消煙并能滅電弧等特點。其中最突出的特點是在35℃高溫下,仍保持結晶水,這一溫度高于多數聚合物的加工溫度,這樣拓寬了ZB使用范圍。ZB的折射率為1.58,此值與多數聚合物折射率相近,因此樹脂經阻燃劑處理后仍然保持其透明度。在多數情況下,ZB可有效的單獨作阻燃劑使用,但由于它與氯、氫、氧化銻及氫氧化鋁等都有協同反應,因此復合使用效果更好。它與國內使用的阻燃劑氧化銻相比,具有廉價、毒性低、發煙少、著色度低等許多優點。 ZB已被廣泛用于許多聚合物,如PVC薄膜、墻壁涂料、電線電纜、輸送皮帶、地毯、汽車裝潢、帳篷材料、纖維制品等阻燃。 2.制備原理和方法 低水合硼酸鋅工業生產方法主要有:硼砂—鋅鹽合成法;氫氧化鋅—硼酸合成法;氧化鋅—硼酸合成法。氧化鋅硼酸合成法和另外兩種方法相比,具有工藝簡單、易操作、產品純度高等優點,母液可循環使用,無三廢污染等。 實驗室制備低水合硼酸鋅一般采用這種方法,其化學反應方程式為: ZnO+H3BO3→2ZnO·3B2O3·3.5H2O+H2O 三、主要儀器和藥品 四口燒瓶(250ml)、燒杯(250ml、500ml)、溫度計(0~100℃)、抽濾瓶(500ml)、布氏漏斗、真空泵、電動攪拌機、電熱鼓風干燥箱等。 硝酸鋅(化學純試劑)、氫氧化鈉(化學純試劑)、氧化鋅(化學純試劑)、硼酸(化學純試劑)、蒸餾水。 四、實驗內容 量取40ml水加入四口燒瓶中,攪拌下加入27.5g硼酸,待溶解后再加入12.5g氧化鋅,并不斷攪拌,加熱升溫至80~90℃,反應3~4h。 冷卻至室溫后減壓過濾,濾餅用100ml水分兩次洗滌。 濾餅取出后放入燒杯中,置于110℃電熱鼓風干燥箱中,烘干1h,得白色細微粉末狀晶體,低水合硼酸鋅. 五、實驗數據處理: 測試實驗產品收率。 六、思考題 1.氧化鋅和硼酸合成法制備低水合硼酸鋅,該法有那些優點? 2.低水合硼酸鋅有那些主要性質和用途?www.ipercafone.com

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