Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS) ima odlična električna svojstva, otpornost na hladnoću, otpornost na ulje, hemijsku stabilnost i svojstva na udar, i široko se koristi u oblastima elektromehanike, kućnih aparata i transporta.Međutim, indeks kisika ABS-a je samo 18% i može nastaviti da gori nakon požara, što ograničava njegove proizvode u mnogim poljima primjene.Da bi se postigla ocjena otpornosti na vatru od ABS-a do UL94 V-0, količina dodanog usporivača plamena je općenito velika.Mehanička svojstva materijala su smanjena, a cijena je veća.
Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS) ima odlična električna svojstva, otpornost na hladnoću, otpornost na ulje, hemijsku stabilnost i svojstva na udar, i široko se koristi u oblastima elektromehanike, kućnih aparata i transporta.Međutim, indeks kisika ABS-a je samo 18% i može nastaviti da gori nakon požara, što ograničava njegove proizvode u mnogim poljima primjene.Da bi se postigla ocjena otpornosti na vatru od ABS-a do UL94 V-0, količina dodanog usporivača plamena je općenito velika.Mehanička svojstva materijala su smanjena, a cijena je veća.
Politetrafluoroetilen (PTFE) ima dobar efekat protiv padanja i široko se koristi u PC/ABS otpornim na vatru i drugim materijalima, ali postoji nekoliko istraživačkih izvještaja o PTFE-u u ABS-u koji usporava plamen.Uobičajeni ABS usporivač plamena u industriji, dok je predstavljao PTFE, raspravljao je o efektu PTFE-a 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;mašina za brizganje: tip T80;kompjuterski upravljana elektronska univerzalna mašina za ispitivanje: tip CM6104;instrument za mjerenje temperature termičke deformacije: 303;termogravimetrijski (TG) analizator: tip 209C.Ispitivač udara klatna: Model ZBC-25B;Instrument brzine protoka taline (MFR): MPXRZ-40A;Horizontalni i vertikalni tester sagorijevanja: Model HVR-2.
1.3.Priprema uzorka
Sušite ABS na 80 ℃ 3 do 5 sati, zatim pomiješajte ABS, bromirani triazin, antimon trioksid, PTFE i druge aditive jednoliko, otopite i izmiješajte kroz ekstruder s dva puža za ekstruziju i granulaciju.Temperatura ekstruzije je 215-225℃, brzina vijka je 360 o/min;zatim se duva i suši na 80℃ 2 sata, zatim se ubrizgava u standardni uzorak, temperatura ubrizgavanja je 200～210℃.
1.4.Test performansi
Performanse sagorevanja: testirano prema UL94;vlačne performanse: ispitano prema GB/T 1040-1992;čvrstoća na savijanje: ispitano prema GB/T 9341-2000;udarna čvrstoća konzolnog zareza: ispitano prema GB/T 1843-1996;MFR: prema GB/T 3682-==2000 testu, temperatura 220 ℃, opterećenje 220 kg;temperatura toplotne distorzije: ispitivanje prema GB/T 16341-2004;TG analiza: brzina zagrijavanja 10. C/min,.Raspon temperature je 30 ~ 700 ℃, u atmosferi dušika.
2. Rezultati i diskusija
2.1.Uzorak bez usporivača plamena potpuno izgori nakon prvog paljenja, a efekat usporenja plamena je slab.Kada se doda određena količina bromiranog triazina i antimon trioksida usporivača plamena, efekat usporavanja plamena se očito poboljšava, a nivo usporivača plamena dostiže nivo UL94V-2, ali vrijeme gorenja je duže, a efekat usporavanja plamena još uvijek nije idealan.Dodatak PTFE značajno skraćuje vrijeme gorenja materijala.Kada se doda 0,2% PTFE, nivo usporivača plamena materijala se povećava sa V-2 na V-0.To je zato što PTFE ima visoku tačku topljenja (323°C) i ne topi se na temperaturi obrade materijala, ali 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 opada, dok se ostala mehanička svojstva malo mijenjaju.Nasuprot tome, kada se istovremeno dodaju usporivači plamena i PTFE, žilavost materijala je neznatno poboljšana u usporedbi s upotrebom samo usporivača plamena, a kako se količina PTFE povećava, otpornost materijala na udarce se također povećava, što može biti. Struktura mreže vlakana koju formira PTFE u materijalu igra ulogu pojačanja u određenoj mjeri.
2.3.Kako se količina PTFE povećava, MFR materijala se postepeno smanjuje.Kada je količina dodanog PTFE-a 0,3%, MFR otpornog na vatru ABS-a opada sa 23,1g/10min na 14,5g/10min, što ukazuje na efekat PTFE-a na svojstva tečenja materijala.Veći je uglavnom zbog postojanja materijala od PTFE vlakana, koji ometa protok ABS molekula.Zbog posebne strukture koju formira PTFE tokom obrade, čini se da trake materijala bubre na izlazu iz trake materijala, što dovodi do debljih traka materijala i sporijeg peletiranja.Ekstruzija materijala bez PTFE je normalnija.
2.4.TG i DTG analiza materijala
Postoji samo jedan vrh termičkog gubitka težine u procesu termičkog gubitka težine čistog ABS-a, a dva vrha toplotnog gubitka težine se javljaju u procesu termičkog gubitka težine ABS-a koji usporava plamen.Prvi vrh je uzrokovan razgradnjom usporivača plamena, a drugi vrh je uzrokovan razgradnjom ABS-a.Sa dodatkom PTFE, vršna temperatura toplotnog gubitka težine (427°C) ABS-a je 1,8°C viša od one kod čistog ABS-a (428,8°C), ali vršna diferencijalna temperatura gubitka toplotne težine (brzina gubitka mase) ( 11,7%/min) je samo. Maksimalna diferencijalna termička brzina gubitka težine čistog ABS-a (18,8%/min) je 62,2%, što je 7,9% niže od vršne diferencijalne stope toplotnog gubitka težine (12,7%/min) uzorka 28 bez Dodat PTFE.Dodatak PTFE-a može poboljšati otpornost materijala na plamen.
Bromotriazin i antimon trioksid su tipični halogen-antimon usporivači plamena, koji ne samo da mijenjaju reakciju usporivača plamena u gasnoj fazi, već također mijenjaju reakciju termalne degradacije kondenzirane faze.Stopa preostalog ugljika čistog ABS-a na 700℃ je 1,2%, a dodan je ABS koji usporava plamen sa bromiranim triazinom i antimon trioksidom.Stopa zaostalog ugljenika na 700℃ je 3,5%.Formiranje sloja ugljika također pomaže povećanju otpornosti materijala.Zapaljivost.U isto vrijeme, stopa preostalog ugljika na 700°C sa dodatkom PTFE-a bila je 3,6%, što ukazuje da PTFE nije uspio da podstakne stvaranje ugljika.Dodavanje PTFE-a može potaknuti gušću strukturu sloja ugljika i bolju izolaciju i barijere za kisik, pa je ako se koristi sa halogen-antimonskim usporivačem plamena, efekat usporenja plamena je bolji.
3. Zaključak
3.1.Dodavanje PTFE-a može dodatno smanjiti vršnu stopu gubitka toplinske težine ABS-a koji usporava plamen, značajno smanjiti vrijeme gorenja materijala i poboljšati stupanj otpornosti na vatru.
3.2.Dodatak PTFE-a ima mali uticaj na mehanička svojstva ABS-a koji usporava plamen i u određenoj meri poboljšava žilavost materijala.
3.3.PTFE ima značajan uticaj na performanse obrade ABS materijala koji usporavaju plamen, a dozu treba prilagoditi potrebama tokom upotrebe.
Vrijeme objave: Jun-11-2020