聚氯乙烯(PVC)是一种合成塑料,由于其低成本、耐腐蚀性良好,优异的电绝缘性、加工性而在防火阻燃电线电缆领域有着广泛的应用。但随着科技的进步与人民生活水平的提高,传统的聚氯乙烯材料已经无法满足其在阻燃线缆领域的需求,因此需要对聚氯乙烯材料进行阻燃应用改性。阻燃线缆和工程应用领域通常采用添加与聚氯乙烯具有协同作用的传统阻燃剂三氧化二锑来提高聚氯乙烯复合材料的阻燃性能,降低材料的发烟量。然而由于其在材料中分散性差、成本高昂等劣势,实际应用中迫切需要阻燃性能更好、成本更低的添加新型阻燃剂来代替传统添加剂。在此背景下,分散性好、成本低、阻燃性能更好的添加型阻燃助剂已成为亟待解决的问题和研究的热点。油页岩半焦是一种煤化工行业的固体废弃物,但油页岩半焦具有高固定碳含量,低挥发成分等特点,将其应用在阻燃PVC既能为其带来新领域的应用,又能实现固废资源再利用;凹凸棒石是一种天然环保一维纳米材料,具有棒晶状的纤维结构和优异的酸碱稳定性、耐热、吸附等性能而被广泛应用于阻燃高分子材料领域。本文将油页岩半焦和凹凸棒石作为高分子材料助剂引入阻燃PVC领域,致力于探索PVC新品种高效低成本阻燃剂的开发。本论文主要研究内容如下:(1)用偶联剂改性油页岩半焦,将改性油页岩半焦按一定比例替换传统PVC复合材料配方中的碳酸钙粉体,通过熔融共混的方法制备了油页岩半焦基PVC复合材料。当碳酸钙与半焦的比例为1.4:1时,半焦基PVC复合材料显示出优异的阻燃性能,该材料在完全燃烧后依旧保持良好的残炭率,显示出半焦能够提高PVC复合材料的阻燃性能和成碳性。其中材料抗拉伸强度从17.8 MPa提高到18.0 MPa,断裂伸长率从218.3%提高到249.88%,有效燃烧热则从15.84MJ/Kg下降到了11.57 MJ/Kg;(2)对国内三种不同主产地凹凸棒石进行遴选,遴选后的凹凸棒石与三氧化二锑按比例进行物理复配,探究相同条件下凹凸棒石与三氧化二锑的最佳复配比例,通过机械力化学的方法将三氧化二锑包覆于凹凸棒石表面,制备出凹凸棒石/三氧化二锑混合高分子材料助剂,并将其应用于PVC复合材料中。结果显示,当凹凸棒石与三氧化二锑质量百分比为3:7时,该助剂对PVC复合材料有明显的抑烟效果,平均烟密度从383.55下降到342.02,峰值热释放速率从236.94降低到209.14。与对照样相比,复合材料氧指数未降低,力学性能得到较大的提升,其中断裂伸长率从305.45%提高到338.11%;(3)采用原位共沉淀法,在凹凸棒石表面通过化学方法负载三氧化二锑,制备出凹凸棒石与三氧化二锑质量比为3:7的三氧化二锑@凹凸棒石粉体,并比较市售三氧化二锑,化学合成三氧化二锑,物理复配凹凸棒石/三氧化二锑,共沉淀法制备三氧化二锑@凹凸棒石助剂对PVC复合材料阻燃抑烟性能的影响。结果显示,三氧化二锑@凹凸棒石杂化粉体对PVC复合材料综合性能提高最佳,其中氧指数达到33.6%,最大烟密度从427.69降低到387.42,抗拉伸强度从16.2MPa提高到19.7 MPa,断裂伸长率从199.58%提高到217.1%。