Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS) ima izvrsna električna svojstva, otpornost na hladnoću, otpornost na ulje, kemijsku stabilnost i svojstva na udar, a naširoko se koristi u poljima elektromehanike, kućanskih aparata i transporta.Međutim, indeks kisika ABS-a je samo 18%, i može nastaviti gorjeti nakon požara, što ograničava njegove proizvode u mnogim područjima primjene.Kako bi se postigla ocjena otpornosti na plamen od ABS-a prema UL94 V-0, količina dodanog usporivača plamena općenito je velika.Mehanička svojstva materijala su smanjena, a cijena veća.
Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS) ima izvrsna električna svojstva, otpornost na hladnoću, otpornost na ulje, kemijsku stabilnost i svojstva na udar, a naširoko se koristi u poljima elektromehanike, kućanskih aparata i transporta.Međutim, indeks kisika ABS-a je samo 18%, i može nastaviti gorjeti nakon požara, što ograničava njegove proizvode u mnogim područjima primjene.Kako bi se postigla ocjena otpornosti na plamen od ABS-a prema UL94 V-0, količina dodanog usporivača plamena općenito je velika.Mehanička svojstva materijala su smanjena, a cijena veća.
Politetrafluoretilen (PTFE) ima dobar učinak protiv pada i naširoko se koristi u PC/ABS-u koji usporava plamen i drugim materijalima, ali postoji nekoliko istraživačkih izvješća o PTFE-u u ABS-u koji usporava plamen.Uobičajeni ABS usporivač plamena u industriji, dok je predstavljao PTFE, raspravljao je o učinku PTFE na performanse ABS-a koji usporava plamen.
1. Eksperimentalni dio
1.1.Glavne sirovine
ABS, bromirani triazin, antimon trioksid, PTFE, antioksidansi, maziva itd.
1.2.Glavna oprema
Dvopužni ekstruder: tip SHJ-35;stroj za injekcijsko prešanje: tip T80;računalno upravljani elektronički univerzalni ispitni stroj: tip CM6104;instrument za mjerenje temperature toplinske deformacije: 303;termogravimetrijski (TG) analizator: tip 209C.Ispitivač udara klatna: Model ZBC-25B;Instrument za brzinu protoka taline (MFR): MPXRZ-40A;Horizontalni i vertikalni tester izgaranja: Model HVR-2.
1.3.Priprema uzorka
Osušite ABS na 80 ℃ 3 do 5 sati, zatim jednolično pomiješajte ABS, bromirani triazin, antimonov trioksid, PTFE i druge aditive, otopite i pomiješajte kroz dvopužni ekstruder za ekstruziju i granulaciju.Temperatura ekstruzije je 215-225 ℃, brzina puža je 360 o/min;zatim se puše i suši na 80 ℃ 2 sata, zatim se ubrizgava u standardni uzorak, temperatura ubrizgavanja je 200～210 ℃.
1.4.Test performansi
Učinak izgaranja: ispitan prema UL94;vlačna izvedba: ispitano prema GB/T 1040-1992;čvrstoća na savijanje: ispitano prema GB/T 9341-2000;otpornost na udar konzolnog zareza: ispitano prema GB/T 1843-1996;MFR: prema GB/T 3682-==2000 testu, temperatura 220 ℃, opterećenje 220 kg;temperatura toplinske distorzije: ispitivanje prema GB/T 16341-2004;TG analiza: brzina zagrijavanja 10,C/min,.Temperaturni raspon je 30 ~ 700 ℃, u atmosferi dušika.
2. Rezultati i rasprava
2.1.Uzorak bez usporivača plamena potpuno izgori nakon prvog paljenja, a učinak usporavanja plamena je slab.Kada se doda određena količina usporivača plamena bromiranog triazina i antimon trioksida, učinak usporavanja plamena je očito poboljšan, a razina usporavanja plamena doseže razinu UL94V-2, ali vrijeme gorenja je duže, a učinak usporavanja plamena još uvijek nije idealan.Dodatak PTFE-a značajno skraćuje vrijeme gorenja materijala.Kada se doda 0,2% PTFE, razina otpornosti na plamen materijala se povećava s V-2 na V-0.To je zato što PTFE ima visoko talište (323°C) i ne topi se na temperaturi obrade materijala, ali ga je lako fibrilirati kako bi se formirala mreža vlakana pod silom smicanja miješanja, što smanjuje širenje plamena.
2.2.Nakon dodavanja usporivača plamena, udarna čvrstoća materijala naglo pada, dok se ostala mehanička svojstva malo mijenjaju.Nasuprot tome, kada se usporivači plamena i PTFE dodaju u isto vrijeme, žilavost materijala se neznatno poboljšava u usporedbi s upotrebom samih usporivača plamena, a kako se količina PTFE povećava, otpornost materijala na udarce također raste, što može biti Struktura vlaknaste mreže koju tvori PTFE u materijalu ima ulogu pojačanja do određene mjere.
2.3.Kako se količina PTFE povećava, MFR materijala postupno opada.Kada je količina dodanog PTFE-a 0,3%, MFR ABS-a koji usporava plamen smanjuje se s 23,1 g/10 min na 14,5 g/10 min, što ukazuje na učinak PTFE-a na svojstva tečenja materijala.Veći je uglavnom zbog postojanja PTFE materijala koji formira vlakna, što ometa protok molekula ABS-a.Zbog posebne strukture koju stvara PTFE tijekom obrade, čini se da trake materijala bubre na izlazu iz trake materijala, što rezultira debljim trakama materijala i sporijim peletiranjem.Ekstruzija materijala bez PTFE-a je normalnija.
2.4.TG i DTG analiza materijala
Postoji samo jedan vrhunac toplinskog gubitka težine u procesu toplinskog gubitka težine čistog ABS-a, a dva vrha toplinskog gubitka težine pojavljuju se u procesu toplinskog gubitka težine ABS-a koji usporava plamen.Prvi vrh je uzrokovan razgradnjom usporivača plamena, a drugi vrh je uzrokovan razgradnjom ABS-a.S dodatkom PTFE-a, vršna toplinska temperatura gubitka težine (427°C) ABS-a je 1,8°C viša od one čistog ABS-a (428,8°C), ali vršna diferencijalna toplinska stopa gubitka težine (masena stopa gubitka topline) ( 11,7%/min) je samo vršna diferencijalna stopa toplinskog gubitka težine čistog ABS-a (18,8%/min) je 62,2%, što je 7,9% niže od vršne diferencijalne toplinske stope gubitka težine (12,7%/min) uzorka 28 bez PTFE dodan.Dodavanje PTFE-a može poboljšati otpornost materijala na plamen.
Bromotriazin i antimonov trioksid tipični su halogen-antimonovi usporivači plamena, koji ne samo da mijenjaju reakciju usporavanja plamena plinske faze, već također mijenjaju reakciju toplinske degradacije kondenzirane faze.Stopa zaostalog ugljika u čistom ABS-u na 700 ℃ je 1,2%, a dodaje se ABS koji usporava plamen s bromiranim triazinom i antimonovim trioksidom.Stopa zaostalog ugljika na 700 ℃ je 3,5%.Stvaranje ugljičnog sloja također pomaže povećati otpornost materijala.Zapaljivost.U isto vrijeme, stopa zaostalog ugljika na 700°C s dodanim PTFE-om bila je 3,6%, što ukazuje da PTFE nije uspio potaknuti stvaranje ugljika.Dodavanje PTFE-a može pospješiti gušću strukturu sloja ugljika i bolju izolaciju i barijere za kisik, tako da se koristi s usporivačem plamena halogen-antimona, učinak usporavanja plamena je bolji.
3. Zaključak
3.1.Dodavanje PTFE-a može dodatno smanjiti vršnu toplinsku stopu gubitka težine ABS-a otpornog na plamen, značajno smanjiti vrijeme gorenja materijala i poboljšati stupanj otpornosti na plamen materijala.
3.2.Dodavanje PTFE-a malo utječe na mehanička svojstva ABS-a otpornog na plamen, a u određenoj mjeri poboljšava žilavost materijala.
3.3.PTFE ima značajan učinak na performanse obrade ABS materijala koji usporavaju plamen, a doziranje treba prilagoditi prema potrebama tijekom uporabe.
Vrijeme objave: 11. lipnja 2020