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1、高分子材料具有某些傳統(tǒng)材料不可比擬的優(yōu)點(diǎn),而聚合物合金材料更是綜合了各材料的優(yōu)點(diǎn),合金材料的使用范圍也日益擴(kuò)大。聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合金是一種常用的工程塑料,它兼有PC和ABS二者的優(yōu)良性能,價(jià)格介于PC、 ABS之間,在汽車(chē)、電子、航空航天等許多領(lǐng)域都有應(yīng)用。PC是一種自熄型材料,其極限氧指數(shù)(LOI)大約為26%,而ABS屬于易燃材料,LOI在18%-20%之間,PC與ABS共混制得的PC/ABS
2、合金阻燃性能明顯降低,使其應(yīng)用受到了很大的限制。隨著許多領(lǐng)域?qū)Σ牧夏突?、環(huán)保的要求越來(lái)越高,因此制備一種高效綠色的阻燃劑就成為PC/ABS合金研究領(lǐng)域的熱點(diǎn)。本文采用二步合成法制備了甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)阻燃劑,并將其應(yīng)用于PC/ABS合金的阻燃處理中。研究?jī)?nèi)容主要包括以下三個(gè)方面:
以二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、硼酸為原料,采用二步合成法制備了甲基苯基聚硼硅氧烷阻燃劑,并優(yōu)化了合成工藝。研究結(jié)果表明:當(dāng)硅烷/
3、硼酸比為1∶1時(shí),合成的PB阻燃劑的阻燃效果最好,在PC/ABS合金中添加5wt%該聚硼硅氧烷阻燃劑,可使PC/ABS合金的極限氧指數(shù)從24.1%提高到34.1%。PB阻燃劑是通過(guò)凝聚相阻燃機(jī)制發(fā)揮作用的,印在燃燒過(guò)程中降低質(zhì)量損失,促進(jìn)殘?zhí)啃纬桑固繉泳o密覆蓋在基體表面,減少熱輻射和氧氣的擴(kuò)散,從而達(dá)到阻燃的效果。通過(guò)錐形量熱分析發(fā)現(xiàn),PB不僅使PC/ABS合金體系的熱、煙、CO、 CO2釋放速率降低,提高火災(zāi)性能指數(shù),而且能夠緩和材
4、料的燃燒過(guò)程,防止短時(shí)間內(nèi)大量放熱,有效降低了燃燒的危險(xiǎn)。PB使PC/ABS合金體系的力學(xué)性能有所下降,但拉伸強(qiáng)度下降較少,在阻燃PC/ABS合金體系中加入相容劑馬來(lái)酸酐接枝ABS,可使合金體系的力學(xué)性能得到明顯提高。適量的PB可以改善PC/ABS合金的加工性能。
研究分析了聚硼硅氧烷與磺酸鹽(FR-2025)或納米SiO2復(fù)合阻燃劑對(duì)PC/ABS合金的阻燃作用。結(jié)果表明,適量的FR-2025使PC/ABS合金的LOI略有提高
5、,就LOI而言,F(xiàn)R-2025與聚硼硅氧烷對(duì)PC/ABS合金有阻燃協(xié)效作用,但效果不明顯。錐形量熱數(shù)據(jù)表明FR-2025與PB復(fù)配阻燃體系的熱、煙釋放速率均比單獨(dú)用PB阻燃時(shí)PC/ABS合金的高,F(xiàn)R-2025降低了PC/ABS阻燃合金體系的阻燃性能。納米SiO2可顯著降低PC/ABS/PB阻燃合金體系的熱、煙釋放量及CO、 CO2釋放速率,納米SiO2與聚硼硅氧烷在PC/ABS合金中有一定的阻燃協(xié)效作用。納米SiO2使PC/ABS/P
6、B合金體系的拉伸強(qiáng)度和彎曲強(qiáng)度有所下降,但適量的SiO2可使材料的沖擊強(qiáng)度有所提高。
考察了聚硼硅氧烷與有機(jī)磷酸酯(TPP、RDP、 PX-230)復(fù)合阻燃劑對(duì)PC/ABS合金阻燃性能的影響。TPP、RDP和PX-230均使PC/ABS合金的LOI有一定程度的提高,但與聚硼硅氧烷相比阻燃效率不高。就LOI而言,聚硼硅氧烷與TPP或RDP、PX-230對(duì)PC/ABS合金沒(méi)有阻燃協(xié)效作用。TPP與PB復(fù)配阻燃劑可使PC/ABS合金
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