不同溴系阻燃剂在阻燃ABS中燃烧行为与热行为

将四种不同的溴系阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)、溴化环氧(BEO)、溴代三嗪(BrN)、四溴双酚A (TBBA)在溴素质量分数10%条件下与三氧化二锑复配,然后加入到丙烯腈-丁二烯-苯乙烯塑料(ABS)中制备阻燃ABS材料,研究了这四种溴系阻燃剂阻燃ABS的燃烧行为和阻燃剂热行为之间的关系。结果表明,对于添加阻燃剂DBDPE和BEO的ABS试样,当其厚度为1.5,2 mm时,垂直燃烧阻燃等级只能达到V–2级,在锥形量热测试中,燃烧前期的热释放速率(HRR)和总热释放量(THR)也都高于添加阻燃剂BrN和TBBA的ABS试样;对于添加阻燃剂TBBA的ABS试样,当其厚度为1.5 mm时,垂直燃烧阻燃等级就可以达到V–0级,但是在锥形量热测试中,THR和HRR峰值(PHRR)较高;对于添加阻燃剂BrN的ABS试样,当其厚度为1.5 mm时,垂直燃烧阻燃等级可以达到V–0级,在锥形量热测试中,THR和平均有效燃烧热都低于其它阻燃ABS试样,这与四种阻燃剂的初始分解温度和分解速率有很大的关系,DBDPE和BEO初始分解温度高,TBBA初始分解温度低,但是分解速率快,BrN的初始分解温度高于TBBA,低于DBDPE和BEO,而分解速率较TBBA慢,所以整体表现的阻燃效果最佳。     

八溴二苯乙烷及EG对长玻纤增强PP性能的影响

以八溴二苯乙烷(ODOPE)或十溴二苯乙烷(DBDPE)及三氧化二锑(Sb2O3)为阻燃剂,采用熔体浸渍工艺制备阻燃长玻璃纤维增强PP(LGFPP),研究了这两种溴系阻燃剂对阻燃LGFPP的阻燃性能和物理力学性能的影响,并研究了可膨胀石墨(EG)在ODOPE阻燃LGFPP的中的协效效果。结果表明,ODOPE对于LGFPP的阻燃效率高于相同含量下的DBDPE,添加质量分数为14%的ODOPE的阻燃LGFPP垂直燃烧等级为V–0级,极限氧指数(LOI)为23.6%。扫描电子显微镜分析表明,ODOPE均匀分散于阻燃LGFPP树脂基体中,而DBDPE在基体中团聚明显。ODOPE阻燃LGFPP的熔体流动速率(MFR)、拉伸强度、弯曲强度及悬臂梁缺口冲击强度均高于DBDPE阻燃的LGFPP,且其MFR随着ODOPE含量的增加而提高。EG可以略微提升ODOPE阻燃LGFPP的LOI,含3%EG的ODOPE阻燃LGFPP的LOI最高,为24.7%,垂直燃烧等级为V–0级。EG与ODOPE–Sb2O3体系的协效阻燃效果较低,且降低了LGFPP的MFR和力学性能。     

环保型阻燃ABS复合材料的制备与性能研究

采用阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)和三氧化二锑(Sb_2O_3)、氢氧化铝(Al(OH)_3)、硅酮粉等协效阻燃剂以及抗滴落剂等环保阻燃体系熔融共混制备阻燃ABS复合材料,并对复合材料力学性能、热性能和阻燃性能等进行分析与研究。研究表明,该环保阻燃体系对ABS材料具有良好的阻燃效果,使阻燃材料达到V-0级时DBDPE的最少添加量为8%;随着DBDPE添加量的增加,复合材料的屈服应力、10 mm对应的弯曲强度、简支梁缺口冲击强度等力学强度性能均呈下降趋势,而负荷热变形温度(1.8 MPa)有所提高;当DBDPE添加量在6%时复合材料的弯曲模量最低、负荷热变形温度(1.8 MPa)最高,分别为2 306 MPa和75.2℃。     

滑石粉和有机蒙脱土对溴系阻燃聚丙烯材料性能影响的研究

研究了滑石粉及纳米有机蒙脱土（OMMT）对十溴二苯乙烷（DBDPE）阻燃聚丙烯（PP）的阻燃协效作用,评估了滑石粉、溴系阻燃剂、OMMT的添加量对PP材料阻燃性能、燃烧行为及物理性能的影响。结果表明,滑石粉和OMMT对于DBDPE阻燃PP体系具有显著的协效作用,增加滑石粉和DBDPE用量可以有效提高垂直燃烧性能和极限氧指数水平,添加OMMT可进一步提升垂直燃烧性能和氧指数水平,OMMT还可以显著降低燃烧过程的热/烟释放速率及总量;滑石粉、溴系阻燃剂、OMMT会在不同程度导致材料拉伸强度、冲击强度和熔体流动速率的下降。     

溴代三嗪/十溴二苯乙烷及CPE对ABS的增韧阻燃

以十溴二苯乙烷(DBDPE)与溴代三嗪(FR-245)为阻燃剂、三氧化二锑(Sb_2O_3)为协效剂、氯化聚乙烯(CPE)为增韧剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)进行增韧阻燃,研究了阻燃剂与增韧剂对ABS力学性能及阻燃性能的影响。通过物理共混的方式制备了阻燃ABS复合材料,结果表明,FR-245/DBDPE质量比为3∶2,阻燃剂总质量分数为13%、CPE质量分数为8%时,增韧阻燃ABS复合材料综合性能优异,其垂直燃烧测试达到V-0级别,LOI值达到28%,拉伸强度为30.8MPa,缺口冲击强度为12.1kJ/m~2。     

高灼热丝阻燃玻纤增强聚丙烯的研究

采用双螺杆挤出机共混的方法分别制备了氮–磷膨胀型阻燃聚丙烯(PP)、溴–锑阻燃PP、氮–磷–溴–锑复配阻燃PP和氮–磷–溴–锑复配阻燃玻纤(GF)增强PP,通过力学性能测试、垂直燃烧测试、灼热丝燃烧测试、扫描电子显微镜和热重分析研究了阻燃PP的力学性能、阻燃性能和热性能。结果表明,不同阻燃体系阻燃PP的垂直燃烧等级均达到V–0级,灼热丝引燃温度均高于790℃;氮–磷–溴–锑复配阻燃剂的阻燃效果最优,其阻燃PP的灼热丝引燃温度可达850℃以上;添加10%的GF可有效提高氮–磷–溴–锑复配阻燃PP的力学性能,其拉伸强度、悬臂梁缺口冲击强度、弯曲强度和弯曲弹性模量分别为纯PP的1.59倍、1.56倍、1.93倍和1.88倍,同时灼热丝引燃温度仍在850℃以上,残炭率为23.6%。     

聚苯乙烯阻燃复合材料的制备及性能

以聚苯乙烯(PS)接枝的改性氧化石墨烯[(GO–KH570)-g-PS)]、聚磷酸铵(APP)为阻燃剂,添加到PS中制备阻燃复合材料。对阻燃复合材料进行扫描电子显微镜(SEM)、热失重(TG)、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧等级、熔体流动速率(MFR)测试。结果表明,(GO–KH570)-g-PS与PS有较好的相容性,在添加量较低时其阻燃作用显著且能明显改善阻燃剂与聚合物相容性差的问题,(GO–KH570)-g-PS不仅具有阻燃作用而且具有增容作用。当(GO–KH570)-g-PS质量分数为7.5%,APP质量分数为2.5%时,阻燃复合材料的LOI可达到27.8%,垂直燃烧等级达到V–1级别,在700℃时的残炭率达9.30%,在250℃时的MFR为31.27 g/(10 min),并且阻燃复合材料力学性能得到改善,其缺口冲击强度为2.71 k J/m2,拉伸强度为34.643 MPa。     

磷氮膨胀型改性水滑石阻燃剂的制备及其阻燃ABS复合材料的性能

采用固相接枝反应的方法,以水滑石(LDHs)及γ–(2,3–环氧丙氧)丙基三甲氧基硅烷(KH–560)、氯磷酸二苯酯和聚乙烯亚胺等为原料,合成了磷氮膨胀型水滑石阻燃剂(IFR–LDHs)。借助傅立叶变换红外光谱仪、冷场发射扫描电子显微镜、透射电子显微镜以及能量色散X射线光谱仪测试,显示水滑石(LDHs)表面已接枝磷氮膨胀型阻燃剂(IFR)。将IFR–LDHs添加到丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)中,提高了阻燃ABS复合材料的阻燃性能。添加15份IFR–LDHs的阻燃ABS复合材料的垂直燃烧等级达到V–0级,LOI达到29.4%,拉伸强度提高了12.5%,断裂伸长率提高了120.0%,缺口冲击强度提高了57.9%。     

DBDPE/HBCD及CIIR对ABS的协同阻燃及增韧

采用六溴环十二烷(HBCD)与十溴二苯乙烷(DBDPE)复配作为阻燃剂、三氧化二锑(Sb_2O_3)为阻燃协效剂、氯化丁基橡胶(CIIR)为增韧剂,对丙烯腈-丁二烯-苯乙烯接枝共聚物(ABS)进行改性。采用缺口冲击、极限氧指数、垂直燃烧、扫描电子显微镜(SEM)等测试方法研究了阻燃剂对CI-IR和ABS力学性能与阻燃性能的影响。结果表明,HBCD与DBDPE对ABS有协效阻燃作用;当阻燃剂质量分数为12%、CIIR质量分数为10%时,ABS复合材料的极限氧指数为27.5%,垂直燃烧测试达到UL 94V-0级别,缺口冲击强度为18kJ/m~2。     

复配遮光剂对阻燃PC/ABS合金性能的影响

研究了阻燃剂种类及复配遮光剂用量对聚碳酸酯/丙烯腈-苯乙烯-丁二烯共聚物(PC/ABS)合金遮光性和力学性能的影响。结果表明:复配遮光剂FP-1、FP-2、FP-3均能提高PC/ABS合金的遮光性,其中FP-3遮光效果最好。阻燃剂十溴二苯乙烷(DBDPE)和溴代三嗪(TBPC)能够使PC/ABS合金的遮光性略有提升,而磷酸酯系阻燃剂(SP-230)则使其遮光性稍微降低;阻燃剂对PC/ABS合金的拉伸强度影响不大,但对冲击强度影响较大。当FP-3及TBPC含量分别为13%和12%时,阻燃PC/ABS合金(厚度1 mm)达到全遮光效果,且具有较好的综合性能,其拉伸强度和冲击强度分别达到55 MPa和25 kJ/m~2、垂直燃烧等级达到V-0级。     

永丰超白大方解石粉在ABS中的应用

选取3种不同细度的由永丰超白大方解石制成的超细碳酸钙(CC)(CC–1250,CC–2500,CC–6000CC)作为无机填料,以丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)为基体,采用双螺杆挤出机制备了ABS/CC复合材料,研究了CC的细度和用量对ABS力学性能、熔体流动速率(MFR)和密度的影响。结果表明,在相同的CC(20份)用量下,细度适中的CC–2500在ABS中的分散性最好,由其制备的ABS复合材料具有最好的综合力学性能和加工流动性以及最小的密度。随CC–2500用量的增加,复合材料的拉伸强度和弯曲强度逐渐减小,MFR先增加后降低,密度逐渐增大,而缺口冲击强度总体呈降低的趋势,但在CC–2500用量为20份时有所回升,基本与CC–2500用量为5份时的数值相当。当CC–2500用量为20份时,复合材料的综合性能最好,拉伸强度、弯曲强度、简支梁和悬臂梁冲击强度分别达到37.25 MPa,54.98 MPa,18.42 k J/m~2和22.87 k J/m~2,MFR为12.33 g/10 min,密度为1.081 g/cm~3。扫描电子显微镜结果显示,即使在用量较高的情况下,CC–2500仍可以均匀地分散在ABS基体中。     

十溴二苯乙烷协同三氧化二锑阻燃聚对苯二甲酸丁二醇酯

以十溴二苯乙烷(DBDPE)和三氧化二锑(Sb2O3)作为复合阻燃剂，对聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)进行改性。研究了复合阻燃剂对PBT的燃烧性能、热稳定性能和力学性能的影响，并其对阻燃机理进行了探讨。结果表明，阻燃剂DBDPE／Sb2O3对PBT具有良好的阻燃效果，热稳定性能基本不变，而其拉伸强度、冲击强度和弯曲强度都随阻燃剂用量的增加先增后降，阻燃剂的用量不宜过大。     

BPS/有机氮磷复合阻燃增强增韧PA66材料的性能

以溴化聚苯乙烯(BPS)和自制的有机氮磷阻燃剂(NPR)为尼龙(PA)66的阻燃剂,以短切玻璃纤维为增强剂,加入增韧剂三元乙丙橡胶,制备了阻燃增强增韧PA66材料,研究了阻燃剂的加入及复配对材料力学性能、极限氧指数(LOI)、垂直燃烧性能、最大烟密度、热稳定性等性能的影响。结果表明,相对于BPS,NPR对材料力学性能的不利影响更大,单独使用BPS时材料的阻燃效果较差,而单独使用NPR可明显提升材料的阻燃性能,当NPR质量分数为15%时,材料的LOI为34%,垂直燃烧等级达到V–0级,拉伸强度、弯曲强度和缺口冲击强度分别为161,224 MPa和12 kJ/m~2。在阻燃剂总质量分数为15%的条件下,与单独使用NPR相比,BPS与NPR的复配进一步降低了材料的拉伸与弯曲强度,但在保持阻燃性能的同时降低了材料成本。NPR的加入导致材料最大烟密度有所增大,热降解提前,而BPS与NPR的复配进一步增大了材料的最大烟密度,使热降解有所延后。     

改性伊利石对ABS／EVAC膨胀阻燃复合材料的协效作用

采用十六烷基三甲基溴化铵(OTAB)对伊利石(ILT)进行表面处理,以改善其与聚合物基体之间的相容性,通过对比实验得出有机改性伊利石(OILT)使复合材料具有更优异的综合力学性能。同时研究了OILT用量对丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)／乙烯–乙酸乙烯酯塑料(EVAC)阻燃复合材料力学性能、阻燃性能和热稳定性能的影响,结果表明,当OILT用量为1%时,复合材料的拉伸强度最大,为16.85 MPa,冲击强度达到4.3 kJ／m2,氧指数也达最大值27.3%,燃烧级别达到V–0级,且具有最好的起始热稳定性能。适量的OILT对ABS／EVAC阻燃复合材料具有良好的阻燃协效作用。     

Mechanical and thermal properties of ABS and leather waste composites

To determine the possibility of using leather waste as reinforcing filler in the thermoplastic polymer composite, acrylonitrile–butadiene–styrene (ABS) as the matrix and leather buffing powder as reinforcing filler were used to prepare a particulate reinforced composite to determine testing data for the physical, mechanical, and thermal properties of the composites, according to the filler loading in respect to thermoplastic polymer. The ABS and leather powder composites were prepared by the extrusion of ABS with 2.5, 5, 7.5, 10, 12.5, and 15 wt % of leather powder in corotating twin screw extruder. The extruded strands were cut into pellets and injection molded to make specimens. These specimens were tested for physicomechanical properties like tensile and flexural strengths, tensile and flexural modulus, Izod and charpy impact strength, abrasion resistance, Rockwell hardness, density, Heat deflection temperature (HDT) and Vicat softening point (VSP), water absorption, and thermal degradation analysis. The incorporation of leather waste powder does not affect the tensile, flexural strengths, Izod impact strength, abrasion resistance, Rockwell hardness, density, HDT and VSP values drastically. However, the tensile modulus, tensile elongation, and charpy impact strength values are reduced significantly. © 2006 Wiley Periodicals, Inc. J Appl Polym Sci 101: 3062–3066, 2006     

三氧化二锑/水滑石协效阻燃ABS应用研究

为克服阻燃剂在聚合物基体中的分散性和相容性较差等问题,采用三氧化二锑(AT)粉末对水滑石(LDH)进行改性,并对改性LDH进行表征。将AT/LDH和四溴双酚A(TBBPA)掺入ABS制备复合材料,并研究不同配方对复合材料的阻燃性能和力学性能的影响。结果表明:AT的加入不改变LDH的层状结构。AT/LDH在高温下表现较好的热稳定性。改性LDH克服阻燃剂团聚的趋势。当m(AT)∶m(TBBPA)为1∶6,m(AT)∶m(LDH)为15%,ABS复合材料的极限氧指数(LOI)达到29.5%,垂直燃烧测试达到V-0级,而弯曲强度和拉伸强度与纯ABS相比分别下降36.38%和20.40%。     

EG和DBDPE/Sb_2O_3协同阻燃ABS的阻燃性能及机理研究

将可膨胀石墨(EG)与十溴二苯乙烷/三氧化二锑(DBDPE/Sb2O3)复配制备ABS阻燃复合材料,通过锥形量热仪和热重分析等方法研究了EG和DBDPE/Sb2O3协同阻燃ABS的燃烧性能,探讨了二者的协同阻燃机理。结果表明:与纯ABS相比,EG与DBDPE/Sb2O3共用使ABS阻燃复合材料的峰值和平均热释放速率分别下降了73.5%和63.8%,峰值质量损失速率降低52.04%,平均有效燃烧热降低19.96%,成炭量增加;EG阻燃ABS为典型的凝聚相阻燃机理,DBDPE/Sb2O3阻燃ABS为气相阻燃机理,二者并用时可以同时发挥凝聚相阻燃和气相阻燃作用,但以凝聚相阻燃机理为主;热重分析表明EG与DBDPE/Sb2O3具有协同作用,ABS分解峰的峰值热失重速率下降25.2%,二者可以互相促进ABS成炭,EG可以保护ABS成炭产物,提高实际成炭量。     

Investigation on phosphorus halogen‐free flame‐retardancy systems in short glass fiber‐reinforced PC/ABS composites under rapid thermal cycle molding process condition

In this study, standard test specimens with flame‐retarded short glass fiber‐reinforced PC/ABS materials were fabricated under rapid thermal cycle injection molding condition by selecting a potassium perfluorobutane sulfonate flame retardant specially used for PC, FR2025, and two kinds of aryl phosphorus halogen‐free flame retardants, UN707 and PX‐220. The flame‐retardancy effect of the above different flame retardants on the studied systems was compared through combustion tests of the specimens. Meanwhile, the thermal and mechanical properties of flame‐retarded composites were studied by using the thermogravimetry analysis, dynamic mechanical thermal analysis (DMTA), and universal testing machine. The results show that the “candlewick effect” of fibers exacerbates the fire behavior of composites. With the increase of the aryl phosphorus halogen‐free flame retardants, the flame‐retardancy effect of composites is obviously improved, and the maximum thermal degradation rate of composites is significantly decreased. The UL94 combustion rating is improved, and the time of residual flame is substantially reduced with the increase of PC content under the same content of flame retardant. The DMTA results show that the flame retardants have a reinforcement action on PC/ABS matrix. However, the macroscopic mechanical properties are slightly decreased in the glass fiber‐reinforced composites because of the destructive effect of the flame retardants on the interface compatibility between matrix and fibers; the scanning electron microscopic micrographs of tensile fracture fully prove this action mechanism of flame retardants. In addition, the addition of toughener and antidripping additive significantly affects the flame retardancy and mechanical properties of composites. POLYM. COMPOS., 36:1653–1663, 2015. © 2014 Society of Plastics Engineers     

十溴二苯乙烷对ABS阻燃性能分析与展望

通过十溴二苯乙烷对ABS在活化能、燃烧性能、轰然时间、火灾性能指数、烟及毒气的释放等参数的分析,可知十溴二苯乙烷对ABS具有较好的阻燃效果,但是存在发烟量大的缺点。环保型低烟低卤低毒的复合阻燃剂是将两种或两种以上阻燃剂复配实用,使各成分性能互补,相互增强彼此的作用效果,即产生协同效应,可以达到降低阻燃剂用量,降低阻燃材料成本,提高材料阻燃性能、加工性能及物理机械性能等目的,是阻燃剂发展的必然趋势。