Akrylnitril-butadien-styren-kopolymer (ABS) har utmerkede elektriske egenskaper, kuldebestandighet, oljebestandighet, kjemisk stabilitet og slagegenskaper, og er mye brukt innen elektromekanikk, husholdningsapparater og transport.Oksygenindeksen til ABS er imidlertid bare 18 %, og den kan fortsette å brenne etter brannen, noe som begrenser produktene i mange bruksområder.For å oppnå flammehemmende vurdering av ABS til UL94 V-0, er mengden flammehemmende middel som tilsettes generelt stor.Materialets mekaniske egenskaper reduseres, og kostnadene er høyere.
Akrylnitril-butadien-styren-kopolymer (ABS) har utmerkede elektriske egenskaper, kuldebestandighet, oljebestandighet, kjemisk stabilitet og slagegenskaper, og er mye brukt innen elektromekanikk, husholdningsapparater og transport.Oksygenindeksen til ABS er imidlertid bare 18 %, og den kan fortsette å brenne etter brannen, noe som begrenser produktene i mange bruksområder.For å oppnå flammehemmende vurdering av ABS til UL94 V-0, er mengden flammehemmende middel som tilsettes generelt stor.Materialets mekaniske egenskaper reduseres, og kostnadene er høyere.
Polytetrafluoretylen (PTFE) har en god anti-dråpeeffekt og har vært mye brukt i flammehemmende PC/ABS og andre materialer, men det finnes få forskningsrapporter om PTFE i flammehemmende ABS.Den vanlige ABS flammehemmeren i industrien diskuterte, mens den introduserte PTFE, effekten av PTFE på ytelsen til flammehemmende ABS.
1. Eksperimentell del
1.1.Hovedråvarer
ABS, bromert triazin, antimontrioksid, PTFE, antioksidanter, smøremidler, etc.
1.2.Hovedutstyr
Ekstruder med to skruer: SHJ-35 type;injeksjon molding maskin: T80 type;datamaskinstyrt elektronisk universell testmaskin: CM6104 type;termisk deformasjon temperaturmåleinstrument: 303;termogravimetrisk (TG) analysator: 209C type.Pendelstøttester: Modell ZBC-25B;Instrument for smeltestrømningshastighet (MFR): MPXRZ-40A;Horisontal og vertikal forbrenningstester: Modell HVR-2.
1.3.Prøveforberedelse
Tørk ABS ved 80 ℃ i 3 til 5 timer, bland deretter ABS, bromert triazin, antimontrioksid, PTFE og andre tilsetningsstoffer jevnt, smelt og bland gjennom en dobbeltskrueekstruder for ekstrudering og granulering.Ekstruderingstemperaturen er 215-225 ℃, skruhastigheten er 360 r/min;deretter blåses den og tørkes ved 80 ℃ i 2 timer, deretter injiseres den i standardprøven, injeksjonstemperaturen er 200 ~ 210 ℃.
1.4.Ytelsestest
Forbrenningsytelse: testet i henhold til UL94;strekkytelse: testet i henhold til GB/T 1040-1992;bøyestyrke: testet i henhold til GB/T 9341-2000;støtstyrke for utkrager-hakk: testet i henhold til GB/T 1843-1996;MFR: i henhold til GB/T 3682-==2000 test, temperatur 220 ℃, belastning 220 kg;varmeforvrengningstemperatur: test i henhold til GB/T 16341-2004;TG-analyse: oppvarmingshastighet 10. C/min,.Temperaturområdet er 30 ~ 700 ℃, under nitrogenatmosfære.
2. Resultater og diskusjon
2.1.Prøven uten flammehemmende middel brenner fullstendig etter første tenning, og den flammehemmende effekten er dårlig.Når en viss mengde bromert triazin og antimontrioksid flammehemmer tilsettes, forbedres den flammehemmende effekten åpenbart, og flammehemmende nivået når UL94V-2-nivået, men brenntiden er lengre, og den flammehemmende effekten er fortsatt ikke ideelt.Tilsetning av PTFE forkorter brenntiden til materialet betydelig.Når 0,2 % PTFE tilsettes, økes flammehemmende nivå i materialet fra V-2 til V-0.Dette er fordi PTFE har et høyt smeltepunkt (323°C), og det smelter ikke ved materialbehandlingstemperaturen, men det er lett å fibrillere for å danne et fibernettverk under den blandende skjærkraften, noe som reduserer flammespredningen.
2.2.Etter tilsetning av flammehemmeren synker materialets hakkslagstyrke kraftig, mens andre mekaniske egenskaper endres lite.I motsetning til dette, når flammehemmere og PTFE tilsettes samtidig, forbedres materialets seighet noe sammenlignet med bruk av flammehemmere alene, og etter hvert som mengden PTFE øker, øker også materialets hakkslagstyrke, som kan være Fibernettstrukturen som dannes av PTFE i materialet spiller til en viss grad en forsterkende rolle.
2.3.Etter hvert som mengden PTFE øker, avtar MFR til materialet gradvis.Når mengden tilsatt PTFE er 0,3 %, synker MFR til det flammehemmende ABS fra 23,1 g/10 min til 14,5 g/10 min, noe som indikerer effekten av PTFE på materialets flytegenskaper.Den større skyldes hovedsakelig eksistensen av PTFE-fiberdannende materiale, som hindrer flyten av ABS-molekyler.På grunn av den spesielle strukturen som dannes av PTFE under bearbeiding, ser materialstrimlene ut til å svelle ved utgangen av materialstrimmelen, noe som resulterer i tykkere materialstrimler og langsommere pelletisering.Ekstrudering av materialer uten PTFE er mer normalt.
2.4.TG og DTG analyse av materialer
Det er bare en topp av termisk vekttap i prosessen med termisk vekttap av ren ABS, og to topper av termisk vekttap vises i prosessen med termisk vekttap av flammehemmende ABS.Den første toppen er forårsaket av dekomponering av flammehemmende middel, og den andre toppen er forårsaket av nedbrytning av ABS.Med tilsetning av PTFE er den maksimale termiske vekttaptemperaturen (427 °C) for ABS 1,8 °C høyere enn for ren ABS (428,8 °C), men den høyeste differensielle termiske vekttapshastigheten (massevarmetapshastighet) ( 11,7 %/min) er bare Den maksimale differensielle termiske vekttaphastigheten for ren ABS (18,8 %/min) er 62,2 %, som er 7,9 % lavere enn den maksimale differensielle termiske vekttapshastigheten (12,7 %/min) for prøve 28 uten PTFE lagt til.Tilsetning av PTFE kan forbedre materialets flammehemmende ytelse.
Bromotriazin og antimontrioksid er typiske halogen-antimon flammehemmere, som ikke bare endrer gassfasens flammehemmende reaksjon, men også endrer den termiske nedbrytningsreaksjonen til den kondenserte fasen.Den gjenværende karbonhastigheten til ren ABS ved 700 ℃ er 1,2 %, og flammehemmende ABS med bromert triazin og antimontrioksid tilsettes.Den gjenværende karbonhastigheten ved 700 ℃ er 3,5 %.Dannelsen av karbonlaget bidrar også til å øke motstanden til materialet.Antennelighet.Samtidig var restkarbonhastigheten ved 700°C med PTFE tilsatt 3,6 %, noe som indikerer at PTFE ikke klarte å fremme karbondannelse.Tilsetningen av PTFE kan fremme en tettere karbonlagstruktur og bedre isolasjon og oksygenbarrierer, og dermed er den flammehemmende effekten mer utmerket ved bruk med halogen-antimon flammehemmende middel.
3. Konklusjon
3.1.Tilsetningen av PTFE kan ytterligere redusere den maksimale termiske vekttapshastigheten til flammehemmende ABS, redusere brenntiden til materialet betydelig og forbedre materialets flammehemmende karakter.
3.2.Tilsetning av PTFE har liten effekt på de mekaniske egenskapene til flammehemmende ABS, og forbedrer til en viss grad materialets seighet.
3.3.PTFE har en betydelig effekt på prosessytelsen til flammehemmende ABS-materialer, og doseringen bør justeres etter behov under bruk.
Innleggstid: 11. juni 2020