Kopolimer akrylonitryl-butadien-styren (ABS) ma doskonałe właściwości elektryczne, odporność na zimno, olejoodporność, stabilność chemiczną i właściwości udarowe i jest szeroko stosowany w elektromechanice, sprzęcie gospodarstwa domowego i transporcie.Jednakże wskaźnik tlenowy ABS wynosi tylko 18% i może on nadal palić się po pożarze, co ogranicza jego produkty w wielu obszarach zastosowań.Aby osiągnąć stopień ognioodporności ABS zgodny z UL94 V-0, ilość dodanego środka zmniejszającego palność jest zazwyczaj duża.Właściwości mechaniczne materiału są zmniejszone, a koszt jest wyższy.
Kopolimer akrylonitryl-butadien-styren (ABS) ma doskonałe właściwości elektryczne, odporność na zimno, olejoodporność, stabilność chemiczną i właściwości udarowe i jest szeroko stosowany w elektromechanice, sprzęcie gospodarstwa domowego i transporcie.Jednakże wskaźnik tlenowy ABS wynosi tylko 18% i może on nadal palić się po pożarze, co ogranicza jego produkty w wielu obszarach zastosowań.Aby osiągnąć stopień ognioodporności ABS zgodny z UL94 V-0, ilość dodanego środka zmniejszającego palność jest zazwyczaj duża.Właściwości mechaniczne materiału są zmniejszone, a koszt jest wyższy.
Politetrafluoroetylen (PTFE) ma dobre działanie zapobiegające kapaniu i jest szeroko stosowany w ognioodpornych PC/ABS i innych materiałach, ale istnieje niewiele raportów z badań dotyczących PTFE w ognioodpornym ABS.Powszechny w branży środek zmniejszający palność ABS, wprowadzając PTFE, omówiono wpływ PTFE na działanie zmniejszającego palność ABS.
1. Część eksperymentalna
1.1.Główne surowce
ABS, bromowana triazyna, trójtlenek antymonu, PTFE, przeciwutleniacze, smary itp.
1.2.Główne wyposażenie
Wytłaczarka dwuślimakowa: typ SHJ-35;wtryskarka: typ T80;elektroniczna uniwersalna maszyna wytrzymałościowa sterowana komputerowo: typ CM6104;przyrząd do pomiaru temperatury odkształcenia termicznego: 303;analizator termograwimetryczny (TG): typ 209C.Próbnik udarowy wahadłowy: Model ZBC-25B;Przyrząd do pomiaru szybkości płynięcia (MFR): MPXRZ-40A;Tester spalania poziomego i pionowego: Model HVR-2.
1.3.przygotowanie próbki
Suszyć ABS w temperaturze 80 ℃ przez 3 do 5 godzin, następnie równomiernie wymieszać ABS, bromowaną triazynę, trójtlenek antymonu, PTFE i inne dodatki, stopić i wymieszać w wytłaczarce dwuślimakowej w celu wytłaczania i granulacji.Temperatura wytłaczania wynosi 215-225 ℃, prędkość ślimaka 360 obr/min;następnie jest dmuchany i suszony w temperaturze 80 ℃ przez 2 godziny, a następnie wstrzykiwany do standardowej próbki, temperatura wtrysku wynosi 200 ~ 210 ℃.
1.4.Test wydajności
Wydajność spalania: testowana zgodnie z UL94;wytrzymałość na rozciąganie: testowana zgodnie z GB/T 1040-1992;wytrzymałość na zginanie: testowana zgodnie z GB/T 9341-2000;udarność karbu wspornika: testowana zgodnie z GB/T 1843-1996;MFR: zgodnie z testem GB/T 3682-==2000, temperatura 220 ℃, obciążenie 220kg;temperatura odkształcenia cieplnego: test zgodnie z GB/T 16341-2004;Analiza TG: szybkość ogrzewania 10,C/min.Zakres temperatur wynosi 30 ~ 700 ℃ w atmosferze azotu.
2. Wyniki i dyskusja
2.1.Próbka bez środka zmniejszającego palność pali się całkowicie po pierwszym zapłonie, a działanie zmniejszające palność jest słabe.Po dodaniu pewnej ilości środka zmniejszającego palność bromowanej triazyny i trójtlenku antymonu działanie zmniejszające palność ulega wyraźnej poprawie, a poziom środka zmniejszającego palność osiąga poziom UL94V-2, ale czas spalania jest dłuższy, a efekt zmniejszający palność nadal nie jest ideał.Dodatek PTFE znacznie skraca czas spalania materiału.Po dodaniu 0,2% PTFE poziom środka zmniejszającego palność materiału wzrasta z V-2 do V-0.Dzieje się tak dlatego, że PTFE ma wysoką temperaturę topnienia (323°C) i nie topi się w temperaturze obróbki materiału, ale łatwo ulega fibrylacji, tworząc sieć włókien pod wpływem mieszającej siły ścinającej, co ogranicza rozprzestrzenianie się płomienia.
2.2.Po dodaniu środka zmniejszającego palność udarność materiału z karbem gwałtownie spada, podczas gdy inne właściwości mechaniczne niewiele się zmieniają.Natomiast gdy dodaje się jednocześnie środki zmniejszające palność i PTFE, wytrzymałość materiału nieznacznie się poprawia w porównaniu z zastosowaniem samych środków zmniejszających palność, a wraz ze wzrostem ilości PTFE wzrasta również udarność materiału z karbem, co może być Struktura sieci włókien utworzonej przez PTFE w materiale odgrywa w pewnym stopniu rolę wzmacniającą.
2.3.Wraz ze wzrostem ilości PTFE, MFR materiału stopniowo maleje.Gdy ilość dodanego PTFE wynosi 0,3%, MFR ognioodpornego ABS zmniejsza się z 23,1 g/10 min do 14,5 g/10 min, co wskazuje na wpływ PTFE na właściwości płynięcia materiału.Większy wynika głównie z obecności materiału włóknotwórczego PTFE, który utrudnia przepływ cząsteczek ABS.Ze względu na specjalną strukturę utworzoną przez PTFE podczas przetwarzania, paski materiału wydają się pęcznieć na wyjściu paska materiału, co skutkuje grubszymi paskami materiału i wolniejszym granulowaniem.Wytłaczanie materiałów bez PTFE jest bardziej normalne.
2.4.Analiza materiałów TG i DTG
Występuje tylko jeden szczyt termicznej utraty masy w procesie termicznej utraty masy czystego ABS, a dwa szczyty termicznej utraty masy pojawiają się w procesie termicznej utraty masy opóźniającego palenie ABS.Pierwszy pik jest spowodowany rozkładem środka zmniejszającego palność, a drugi pik jest spowodowany rozkładem ABS.Po dodaniu PTFE szczytowa temperatura utraty masy termicznej (427°C) ABS jest o 1,8°C wyższa niż temperatura czystego ABS (428,8°C), ale szczytowy różnicowy współczynnik utraty masy termicznej (wskaźnik masowej utraty ciepła) ( Szczytowy współczynnik różnicowej utraty masy termicznej czystego ABS (18,8%/min) wynosi 62,2%, czyli o 7,9% niższy niż szczytowy współczynnik różnicowej utraty masy termicznej (12,7%/min) próbki 28 bez Dodano PTFE.Dodatek PTFE może poprawić właściwości ognioodporne materiału.
Bromotriazyna i trójtlenek antymonu są typowymi halogenowo-antymonowymi środkami zmniejszającymi palność, które nie tylko zmieniają reakcję uniepalniacza w fazie gazowej, ale także zmieniają reakcję termicznej degradacji fazy skondensowanej.Resztkowa zawartość węgla w czystym ABS w temperaturze 700 ℃ wynosi 1,2% i dodaje się ABS opóźniający palenie z bromowaną triazyną i trójtlenkiem antymonu.Pozostała zawartość węgla w temperaturze 700 ℃ wynosi 3,5%.Tworzenie warstwy węgla pomaga również zwiększyć odporność materiału.Zapalność.Jednocześnie zawartość węgla resztkowego w temperaturze 700°C z dodatkiem PTFE wyniosła 3,6%, co wskazuje, że PTFE nie sprzyja tworzeniu się węgla.Dodatek PTFE może sprzyjać gęstszej strukturze warstwy węgla oraz lepszej izolacji i barierom tlenowym, dlatego w przypadku stosowania ze środkiem zmniejszającym palność halogenowo-antymonowy efekt zmniejszający palność jest lepszy.
3. Wniosek
3.1.Dodatek PTFE może dodatkowo zmniejszyć szczytową utratę masy termicznej ognioodpornego ABS, znacznie skrócić czas spalania materiału i poprawić stopień ognioodporności materiału.
3.2.Dodatek PTFE ma niewielki wpływ na właściwości mechaniczne uniepalnionego ABS, a w pewnym stopniu poprawia wytrzymałość materiału.
3.3.PTFE ma znaczący wpływ na wydajność przetwarzania trudnopalnych materiałów ABS, dlatego jego dozowanie należy dostosować do potrzeb w trakcie użytkowania.
Czas publikacji: 11 czerwca 2020 r