Съполимерът на акрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS) има отлични електрически свойства, устойчивост на студ, маслоустойчивост, химическа стабилност и свойства на удар и се използва широко в областта на електромеханиката, домакинските уреди и транспорта.Кислородният индекс на ABS обаче е само 18% и може да продължи да гори след пожар, което ограничава неговите продукти в много области на приложение.За да се постигне степента на забавяне на горенето на ABS до UL94 V-0, количеството добавен забавител на горенето обикновено е голямо.Механичните свойства на материала са намалени, а цената е по-висока.
Съполимерът на акрилонитрил-бутадиен-стирен (ABS) има отлични електрически свойства, устойчивост на студ, маслоустойчивост, химическа стабилност и свойства на удар и се използва широко в областта на електромеханиката, домакинските уреди и транспорта.Кислородният индекс на ABS обаче е само 18% и може да продължи да гори след пожар, което ограничава неговите продукти в много области на приложение.За да се постигне степента на забавяне на горенето на ABS до UL94 V-0, количеството добавен забавител на горенето обикновено е голямо.Механичните свойства на материала са намалени, а цената е по-висока.
Политетрафлуороетиленът (PTFE) има добър ефект против падане и е широко използван в огнезащитни PC/ABS и други материали, но има малко доклади за изследвания за PTFE в огнезащитни ABS.Разпространеният забавител на горенето ABS в индустрията, докато въвежда PTFE, обсъжда ефекта на PTFE върху работата на забавящия горенето ABS.
1. Експериментална част
1.1.Основни суровини
ABS, бромиран триазин, антимонов триоксид, PTFE, антиоксиданти, лубриканти и др.
1.2.Основно оборудване
Двушнеков екструдер: тип SHJ-35;машина за леене под налягане: тип T80;компютърно управлявана електронна универсална машина за изпитване: тип CM6104;уред за измерване на температура на термична деформация: 303;термогравиметричен (TG) анализатор: тип 209C.Тестер за удар с махало: Модел ZBC-25B;Инструмент за скорост на потока на стопилката (MFR): MPXRZ-40A;Хоризонтален и вертикален тестер за горене: Модел HVR-2.
1.3.приготвяне на пробата
Изсушете ABS при 80 ℃ за 3 до 5 часа, след това смесете равномерно ABS, бромиран триазин, антимонов триоксид, PTFE и други добавки, разтопете и смесете през двушнеков екструдер за екструдиране и гранулиране.Температурата на екструдиране е 215-225 ℃, скоростта на шнека е 360 r/min;след това се продухва и изсушава при 80 ℃ за 2 часа, след което се инжектира в стандартната проба, температурата на инжектиране е 200～210 ℃.
1.4.Тест за представяне
Характеристики на горене: тествани съгласно UL94;характеристики на опън: тествани съгласно GB/T 1040-1992;якост на огъване: тестван съгласно GB/T 9341-2000;якост на удар на конзолен прорез: тестван съгласно GB/T 1843-1996;MFR: според GB/T 3682-==2000 тест, температура 220 ℃, натоварване 220 kg;температура на топлинно изкривяване: тест съгласно GB/T 16341-2004;TG анализ: скорост на нагряване 10. C/min,.Температурният диапазон е 30 ~ 700 ℃, под азотна атмосфера.
2. Резултати и обсъждане
2.1.Пробата без забавител на горенето напълно изгаря след първото запалване и ефектът на забавяне на горенето е слаб.Когато се добави определено количество бромиран триазин и антимонов триоксид, забавител на горенето, ефектът на забавяне на горенето очевидно се подобрява и нивото на забавяне на горенето достига нивото UL94V-2, но времето на горене е по-дълго и ефектът на забавяне на горенето все още не е идеален.Добавянето на PTFE значително съкращава времето за горене на материала.Когато се добави 0,2% PTFE, нивото на забавяне на горенето на материала се повишава от V-2 на V-0.Това е така, защото PTFE има висока точка на топене (323°C) и не се топи при температурата на обработка на материала, но е лесно да се фибрилира, за да се образува влакнеста мрежа под силата на срязване на смесване, което намалява разпространението на пламъка.
2.2.След добавяне на забавителя на горенето, назъбената ударна якост на материала пада рязко, докато други механични свойства се променят малко.За разлика от това, когато се добавят забавители на горенето и PTFE едновременно, здравината на материала е леко подобрена в сравнение с използването само на забавители на горенето и с увеличаването на количеството PTFE, назъбената ударна якост на материала също се увеличава, което може да бъде Структурата на мрежата от влакна, образувана от PTFE в материала, играе подсилваща роля до известна степен.
2.3.С увеличаването на количеството PTFE, MFR на материала постепенно намалява.Когато количеството добавен PTFE е 0,3%, MFR на забавящия горенето ABS намалява от 23,1g/10min до 14,5g/10min, което показва ефекта на PTFE върху свойствата на течливост на материала.По-големият се дължи главно на наличието на PTFE материал, образуващ влакна, който възпрепятства потока на ABS молекули.Поради специалната структура, образувана от PTFE по време на обработката, лентите от материала изглеждат набъбнали на изхода на лентата от материал, което води до по-дебели ленти от материал и по-бавно пелетизиране.Екструдирането на материали без PTFE е по-нормално.
2.4.TG и DTG анализ на материалите
Има само един пик на термична загуба на тегло в процеса на термична загуба на тегло на чист ABS и два пика на термична загуба на тегло се появяват в процеса на термична загуба на тегло на забавящ горенето ABS.Първият пик е причинен от разлагането на забавител на горенето, а вторият пик е причинен от разлагането на ABS.С добавянето на PTFE пиковата температура на термична загуба на тегло (427°C) на ABS е с 1,8°C по-висока от тази на чистия ABS (428,8°C), но пиковата диференциална скорост на термична загуба на тегло (скорост на масова загуба на топлина) ( 11,7%/мин) е само Пиковата диференциална скорост на топлинна загуба на тегло на чист ABS (18,8%/мин) е 62,2%, което е 7,9% по-ниска от пиковата диференциална скорост на термична загуба на тегло (12,7%/мин) на проба 28 без Добавен PTFE.Добавянето на PTFE може да подобри огнеустойчивостта на материала.
Бромотриазинът и антимоновият триоксид са типични халоген-антимонови забавители на горенето, които не само променят реакцията на забавяне на горенето на газовата фаза, но също така променят реакцията на термично разграждане на кондензираната фаза.Степента на остатъчен въглерод на чистия ABS при 700 ℃ е 1,2% и се добавя огнезащитният ABS с бромиран триазин и антимонов триоксид.Степента на остатъчен въглерод при 700 ℃ е 3,5%.Образуването на въглеродния слой също помага за увеличаване на устойчивостта на материала.Запалимост.В същото време процентът на остатъчен въглерод при 700°C с добавен PTFE е 3,6%, което показва, че PTFE не е успял да стимулира образуването на въглерод.Добавянето на PTFE може да насърчи по-плътна структура на въглероден слой и по-добра изолация и кислородни бариери, като по този начин се използва с халоген-антимон забавител на горенето, ефектът на забавяне на горенето е по-отличен.
3. Заключение
3.1.Добавянето на PTFE може допълнително да намали пиковата степен на термична загуба на тегло на огнезащитния ABS, значително да намали времето на горене на материала и да подобри степента на забавяне на горенето на материала.
3.2.Добавянето на PTFE има малък ефект върху механичните свойства на забавящия горенето ABS и до известна степен подобрява издръжливостта на материала.
3.3.PTFE има значителен ефект върху ефективността на обработката на забавящи горенето ABS материали и дозировката трябва да се коригира според нуждите по време на употреба.
Време на публикуване: 11 юни 2020 г