Il copolimero acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) ha eccellenti proprietà elettriche, resistenza al freddo, resistenza all'olio, stabilità chimica e proprietà agli urti ed è ampiamente utilizzato nei campi dell'elettromeccanica, degli elettrodomestici e dei trasporti.Tuttavia, l'indice di ossigeno dell'ABS è solo del 18% e può continuare a bruciare dopo l'incendio, il che limita i suoi prodotti in molti campi di applicazione.Per ottenere la classificazione ignifuga dell'ABS secondo UL94 V-0, la quantità di ritardante di fiamma aggiunta è generalmente elevata.Le proprietà meccaniche del materiale sono ridotte e il costo è più elevato.
Il copolimero acrilonitrile-butadiene-stirene (ABS) ha eccellenti proprietà elettriche, resistenza al freddo, resistenza all'olio, stabilità chimica e proprietà agli urti ed è ampiamente utilizzato nei campi dell'elettromeccanica, degli elettrodomestici e dei trasporti.Tuttavia, l'indice di ossigeno dell'ABS è solo del 18% e può continuare a bruciare dopo l'incendio, il che limita i suoi prodotti in molti campi di applicazione.Per ottenere la classificazione ignifuga dell'ABS secondo UL94 V-0, la quantità di ritardante di fiamma aggiunta è generalmente elevata.Le proprietà meccaniche del materiale sono ridotte e il costo è più elevato.
Il politetrafluoroetilene (PTFE) ha un buon effetto antigoccia ed è stato ampiamente utilizzato nel PC/ABS ritardante di fiamma e in altri materiali, ma esistono pochi rapporti di ricerca sul PTFE nell'ABS ritardante di fiamma.Il comune ritardante di fiamma ABS nel settore, durante l'introduzione del PTFE, ha discusso l'effetto del PTFE sulle prestazioni dell'ABS ritardante di fiamma.
1. Parte sperimentale
1.1.Principali materie prime
ABS, triazina bromurata, triossido di antimonio, PTFE, antiossidanti, lubrificanti, ecc.
1.2.Attrezzatura principale
Estrusore bivite: tipo SHJ-35;macchina per lo stampaggio ad iniezione: tipo T80;macchina di prova universale elettronica controllata da computer: tipo CM6104;strumento di misurazione della temperatura di deformazione termica: 303;analizzatore termogravimetrico (TG): tipo 209C.Tester a pendolo: modello ZBC-25B;Strumento per l'indice di fluidità (MFR): MPXRZ-40A;Tester di combustione orizzontale e verticale: modello HVR-2.
1.3.preparazione del campione
ABS secco a 80 ℃ per 3-5 ore, quindi miscelare ABS, triazina bromurata, triossido di antimonio, PTFE e altri additivi in modo uniforme, sciogliere e miscelare attraverso un estrusore bivite per l'estrusione e la granulazione.La temperatura di estrusione è 215-225℃, la velocità della vite è 360 giri/min;quindi viene soffiato ed essiccato a 80 ℃ per 2 ore, quindi iniettato nel campione standard, la temperatura di iniezione è 200 ~ 210 ℃.
1.4.Test della prestazione
Prestazioni di combustione: testate secondo UL94;prestazione a trazione: testato secondo GB/T 1040-1992;resistenza alla flessione: testato secondo GB/T 9341-2000;resistenza all'impatto della tacca a sbalzo: testata secondo GB/T 1843-1996;MFR: secondo il test GB/T 3682-==2000, temperatura 220 ℃, carico 220 kg;temperatura di distorsione termica: test secondo GB/T 16341-2004;Analisi TG: velocità di riscaldamento 10, C/min.L'intervallo di temperatura è 30 ~ 700 ℃, in atmosfera di azoto.
2. Risultati e discussione
2.1.Il campione senza ritardante di fiamma brucia completamente dopo la prima accensione e l'effetto ritardante di fiamma è scarso.Quando si aggiunge una certa quantità di triazina bromurata e di triossido di antimonio ritardante di fiamma, l'effetto ritardante di fiamma è ovviamente migliorato e il livello di ritardante di fiamma raggiunge il livello UL94V-2, ma il tempo di combustione è più lungo e l'effetto ritardante di fiamma non è ancora presente ideale.L'aggiunta di PTFE riduce notevolmente il tempo di combustione del materiale.Quando si aggiunge lo 0,2% di PTFE, il livello di ritardante di fiamma del materiale aumenta da V-2 a V-0.Questo perché il PTFE ha un punto di fusione elevato (323°C) e non si scioglie alla temperatura di lavorazione del materiale, ma è facile fibrillare per formare una rete di fibre sotto la forza di taglio di fusione, che riduce la propagazione della fiamma.
2.2.Dopo l'aggiunta del ritardante di fiamma, la resistenza all'urto del materiale diminuisce drasticamente, mentre le altre proprietà meccaniche cambiano poco.Al contrario, quando si aggiungono ritardanti di fiamma e PTFE contemporaneamente, la tenacità del materiale è leggermente migliorata rispetto all'uso dei soli ritardanti di fiamma e, all'aumentare della quantità di PTFE, aumenta anche la resistenza all'urto del materiale. che può essere La struttura della rete di fibre formata dal PTFE nel materiale svolge un ruolo di rinforzo in una certa misura.
2.3.All'aumentare della quantità di PTFE, l'MFR del materiale diminuisce gradualmente.Quando la quantità di PTFE aggiunta è pari allo 0,3%, l'MFR dell'ABS ritardante di fiamma diminuisce da 23,1 g/10 min a 14,5 g/10 min, indicando l'effetto del PTFE sulle proprietà di scorrimento del materiale.Quello più grande è dovuto principalmente alla presenza del materiale formante fibra PTFE, che ostacola il flusso delle molecole di ABS.A causa della speciale struttura formata dal PTFE durante la lavorazione, le strisce di materiale sembrano gonfiarsi all'uscita della striscia di materiale, risultando in strisce di materiale più spesse e una pellettizzazione più lenta.L'estrusione di materiali senza PTFE è più normale.
2.4.Analisi TG e DTG dei materiali
C'è solo un picco di perdita di peso termico nel processo di perdita di peso termico dell'ABS puro e due picchi di perdita di peso termico compaiono nel processo di perdita di peso termico dell'ABS ignifugo.Il primo picco è causato dalla decomposizione del ritardante di fiamma, mentre il secondo picco è causato dalla decomposizione dell'ABS.Con l'aggiunta di PTFE, la temperatura di picco della perdita di peso termico (427°C) dell'ABS è di 1,8°C superiore a quella dell'ABS puro (428,8°C), ma il tasso di perdita di peso termico differenziale di picco (tasso di perdita di calore di massa) ( 11,7%/min) è solo Il tasso di perdita di peso termico differenziale di picco dell'ABS puro (18,8%/min) è del 62,2%, ovvero del 7,9% inferiore al tasso di perdita di peso termico differenziale di picco (12,7%/min) del campione 28 senza Aggiunto PTFE.L'aggiunta di PTFE può migliorare le prestazioni ignifughe del materiale.
La bromotriazina e il triossido di antimonio sono tipici ritardanti di fiamma alogeno-antimonio, che non solo modificano la reazione ritardante di fiamma della fase gassosa, ma modificano anche la reazione di degradazione termica della fase condensata.Il tasso di carbonio residuo dell'ABS puro a 700 ℃ è dell'1,2% e viene aggiunto l'ABS ritardante di fiamma con triazina bromurata e triossido di antimonio.Il tasso di carbonio residuo a 700 ℃ è del 3,5%.La formazione dello strato di carbonio contribuisce inoltre ad aumentare la resistenza del materiale.Accendibilità.Allo stesso tempo, il tasso di carbonio residuo a 700°C con l'aggiunta di PTFE era del 3,6%, indicando che il PTFE non riusciva a promuovere la formazione di carbonio.L'aggiunta di PTFE può promuovere una struttura dello strato di carbonio più densa e un migliore isolamento e barriere all'ossigeno, quindi utilizzato con ritardante di fiamma alogeno-antimonio, l'effetto ritardante di fiamma è più eccellente.
3. Conclusione
3.1.L'aggiunta di PTFE può ridurre ulteriormente il tasso di perdita di peso termico di picco dell'ABS ritardante di fiamma, ridurre significativamente il tempo di combustione del materiale e migliorare il grado di ritardante di fiamma del materiale.
3.2.L'aggiunta di PTFE ha scarsi effetti sulle proprietà meccaniche dell'ABS ritardante di fiamma e in una certa misura migliora la tenacità del materiale.
3.3.Il PTFE ha un effetto significativo sulle prestazioni di lavorazione dei materiali ABS ritardanti di fiamma e il dosaggio deve essere regolato in base alle esigenze durante l'uso.
Orario di pubblicazione: 11 giugno 2020