O copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) possui excelentes propriedades elétricas, resistência ao frio, resistência ao óleo, estabilidade química e propriedades de impacto, e é amplamente utilizado nas áreas de eletromecânica, eletrodomésticos e transporte.Porém, o índice de oxigênio do ABS é de apenas 18%, e ele pode continuar a queimar após o incêndio, o que limita seus produtos em muitos campos de aplicação.Para atingir a classificação retardante de chama do ABS de acordo com UL94 V-0, a quantidade de retardador de chama adicionada é geralmente grande.As propriedades mecânicas do material são reduzidas e o custo é maior.
O copolímero de acrilonitrila-butadieno-estireno (ABS) possui excelentes propriedades elétricas, resistência ao frio, resistência ao óleo, estabilidade química e propriedades de impacto, e é amplamente utilizado nas áreas de eletromecânica, eletrodomésticos e transporte.Porém, o índice de oxigênio do ABS é de apenas 18%, e ele pode continuar a queimar após o incêndio, o que limita seus produtos em muitos campos de aplicação.Para atingir a classificação retardante de chama do ABS de acordo com UL94 V-0, a quantidade de retardador de chama adicionada é geralmente grande.As propriedades mecânicas do material são reduzidas e o custo é maior.
O politetrafluoroetileno (PTFE) tem um bom efeito anti-queda e tem sido amplamente utilizado em PC/ABS retardadores de chama e outros materiais, mas há poucos relatórios de pesquisa sobre PTFE em ABS retardadores de chama.O retardador de chama ABS comum na indústria, ao introduzir o PTFE, discutiu o efeito do PTFE no desempenho do ABS retardador de chama.
1. Parte experimental
1.1.Principais matérias-primas
ABS, triazina bromada, trióxido de antimônio, PTFE, antioxidantes, lubrificantes, etc.
1.2.Equipamento principal
Extrusora de dupla rosca: tipo SHJ-35;máquina injetora: tipo T80;máquina de teste universal eletrônica controlada por computador: tipo CM6104;instrumento de medição de temperatura de deformação térmica: 303;analisador termogravimétrico (TG): tipo 209C.Testador de impacto de pêndulo: Modelo ZBC-25B;Instrumento de taxa de fluxo de fusão (MFR): MPXRZ-40A;Testador de combustão horizontal e vertical: Modelo HVR-2.
1.3.Preparação de amostra
Seque o ABS a 80 ℃ por 3 a 5 horas, depois misture ABS, triazina bromada, trióxido de antimônio, PTFE e outros aditivos uniformemente, derreta e misture através de uma extrusora de rosca dupla para extrusão e granulação.A temperatura de extrusão é de 215-225°C, a velocidade do parafuso é de 360 r/min;em seguida, é soprado e seco a 80 ℃ por 2 horas e, em seguida, injetado na amostra padrão, a temperatura de injeção é de 200 ～ 210 ℃.
1.4.Teste de performance
Desempenho de combustão: testado conforme UL94;desempenho elástico: testado de acordo com GB/T 1040-1992;resistência à flexão: testada de acordo com GB/T 9341-2000;resistência ao impacto do entalhe cantilever: testado de acordo com GB/T 1843-1996;MFR: de acordo com GB/T 3682-==2000 teste, temperatura 220 ℃, carga 220kg;temperatura de distorção térmica: teste de acordo com GB/T 16341-2004;Análise TG: taxa de aquecimento 10. C/min.A faixa de temperatura é de 30 ~ 700 ℃, sob atmosfera de nitrogênio.
2. Resultados e discussão
2.1.A amostra sem retardador de chama queima completamente após a primeira ignição e o efeito retardador de chama é fraco.Quando uma certa quantidade de triazina bromada e retardador de chama de trióxido de antimônio é adicionada, o efeito retardador de chama é obviamente melhorado e o nível retardador de chama atinge o nível UL94V-2, mas o tempo de queima é mais longo e o efeito retardador de chama ainda não é ideal.A adição de PTFE reduz significativamente o tempo de queima do material.Quando 0,2% de PTFE é adicionado, o nível de retardador de chama do material aumenta de V-2 para V-0.Isso ocorre porque o PTFE tem um alto ponto de fusão (323°C) e não derrete na temperatura de processamento do material, mas é fácil de fibrilar para formar uma rede de fibras sob a força de cisalhamento de mistura, o que reduz a propagação da chama.
2.2.Depois de adicionar o retardador de chama, a resistência ao impacto do material cai drasticamente, enquanto outras propriedades mecânicas mudam pouco.Em contraste, quando retardadores de chama e PTFE são adicionados ao mesmo tempo, a tenacidade do material é ligeiramente melhorada em comparação com o uso apenas de retardadores de chama, e à medida que a quantidade de PTFE aumenta, a resistência ao impacto entalhada do material também aumenta, que pode ser A estrutura da rede de fibra formada por PTFE no material desempenha um papel de reforço até certo ponto.
2.3.À medida que a quantidade de PTFE aumenta, o MFR do material diminui gradualmente.Quando a quantidade de PTFE adicionada é de 0,3%, o MFR do ABS retardador de chama diminui de 23,1g/10min para 14,5g/10min, indicando o efeito do PTFE nas propriedades de fluxo do material.O maior se deve principalmente à existência de material formador de fibra de PTFE, que dificulta o fluxo das moléculas de ABS.Devido à estrutura especial formada pelo PTFE durante o processamento, as tiras de material parecem inchar na saída da tira de material, resultando em tiras de material mais espessas e pelotização mais lenta.A extrusão de materiais sem PTFE é mais normal.
2.4.Análise TG e DTG de materiais
Há apenas um pico de perda de peso térmico no processo de perda de peso térmico do ABS puro, e dois picos de perda de peso térmico aparecem no processo de perda de peso térmico do ABS retardador de chama.O primeiro pico é causado pela decomposição do retardador de chama e o segundo pico é causado pela decomposição do ABS.Com a adição de PTFE, a temperatura de pico de perda de peso térmico (427°C) do ABS é 1,8°C maior que a do ABS puro (428,8°C), mas a taxa de pico de perda de peso térmico diferencial (taxa de perda de calor em massa) ( 11,7%/min) é apenas A taxa de perda de peso térmica diferencial de pico do ABS puro (18,8%/min) é de 62,2%, o que é 7,9% menor que a taxa de perda de peso térmica diferencial de pico (12,7%/min) da amostra 28 sem PTFE adicionado.A adição de PTFE pode melhorar o desempenho retardador de chama do material.
A bromotriazina e o trióxido de antimônio são retardadores de chama halogênio-antimônio típicos, que não apenas alteram a reação retardadora de chama da fase gasosa, mas também alteram a reação de degradação térmica da fase condensada.A taxa de carbono residual do ABS puro a 700 ℃ é de 1,2%, e o ABS retardador de chama com triazina bromada e trióxido de antimônio é adicionado.A taxa de carbono residual a 700°C é de 3,5%.A formação da camada de carbono também ajuda a aumentar a resistência do material.Inflamabilidade.Ao mesmo tempo, a taxa de carbono residual a 700°C com PTFE adicionado foi de 3,6%, indicando que o PTFE não conseguiu promover a formação de carbono.A adição de PTFE pode promover uma estrutura de camada de carbono mais densa e melhor isolamento e barreiras de oxigênio, portanto, usado com retardador de chama halogênio-antimônio, o efeito retardador de chama é mais excelente.
3. Conclusão
3.1.A adição de PTFE pode reduzir ainda mais a taxa máxima de perda de peso térmico do ABS retardador de chama, reduzir significativamente o tempo de queima do material e melhorar o grau retardador de chama do material.
3.2.A adição de PTFE tem pouco efeito nas propriedades mecânicas do ABS retardador de chama e, até certo ponto, melhora a tenacidade do material.
3.3.O PTFE tem um efeito significativo no desempenho de processamento de materiais ABS retardadores de chama, e a dosagem deve ser ajustada de acordo com as necessidades durante o uso.
Horário da postagem: 11 de junho de 2020