论文部分内容阅读
丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)和聚碳酸酯/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(PC/ABS)是两种常用的工程塑料,广泛应用在各个领域中。由于其阻燃性能差,在很多关键领域中都受到限制,因此需要进行阻燃改性。本文采用聚苯氧基磷酸联苯二酚酯(PBPP)和聚苯氧基磷酸-2-10-氢-9-氧杂-磷杂菲基对苯二酚酯(POPP)两种聚磷酸酯阻燃剂并复配聚磷酸铵(APP)对ABS和PC/ABS进行阻燃改性。同时将两种阻燃剂分别与APP、石墨烯(GR)构成复配体系应用于PC/ABS中。制备出聚磷酸酯类阻燃剂PBPP和POPP,将两种阻燃剂及其与APP复配对ABS进行阻燃改性研究。实验结果表明30wt%PBPP/APP可以让ABS达到UL-94 V-1级,LOI值从15.1%提高至20.5%。TGA测试结果显示PBPP可以有效促进ABS成炭,700℃下的残炭率最高可以提高80倍,同时能够维持ABS在高温阶段的热稳定性。PBPP和POPP及其与APP复配对PC/ABS(7:3)进行阻燃改性研究。实验结果表明PBPP/APP的添加量为30%可以让PC/ABS达到UL-94 V-0级,LOI值从15.2%提升至22.9%,同时能够有效改善PC/ABS的熔滴现象。15%wt%POPP和15wt%POPP/APP都能够达到UL-94 V-0级,两种改性复合材料都能够有效提高PC/ABS的LOI值,同时能够明显抑制PC/ABS的熔滴现象。热重分析结果显示POPP更能促进PC/ABS成炭,30wt%POPP的残炭量达到了27.4%,比纯PC/ABS高39%,有效的提高了PC/ABS的残炭量。对POPP和POPP/APP体系进行深入研究之后发现两种体系的Pk-HRR、THR、SPR、TSR呈现出明显的下降趋势,有良好的抑烟隔热效果,提高了复合材料的防火安全性。EHC值和TG-FTIR测试结果表明两种体系同时存在凝聚相阻燃机理和气相阻燃机理。将PBPP和POPP及其与APP和石墨烯复配对PC/ABS进行阻燃改性研究。结果表明,30wt%PBPP/APP/GR可以让PC/ABS通过UL-94 V-0级,LOI值从15.2%提升至27.0%。PBPP/GR比PBPP/APP/GR更有助于促进PC/ABS成炭,维持高温下的热稳定性。POPP/GR的添加量为15%时,复合材料能够达到UL-94 V-0级,LOI值提升至21.9%。当POPP/APP/GR的添加量为10%时,复合材料就能够达到UL-94 V-0级,LOI值提升至21.0%。两种改性复合材料都能够有效提高LOI值,同时能够明显的抑制PC/ABS的熔滴现象,但是POPP/APP/GR对PC/ABS的阻燃效果更好。热重分析结果显示POPP能够起到很好的催化成炭作用,可以有效的提高PC/ABS的残炭量。对POPP/GR和POPP/APP/GR体系进行深入研究之后发现两种体系的HRR、Pk-HRR、THR、SPR、TSR都表现出明显下降,说明复合材料有抑烟隔热作用,提高了材料的防火安全性。EHC、TG-FTIR、XPS和拉曼分析结果表示两种体系都同时存在凝聚相阻燃机理和气相阻燃机理,共同提高PC/ABS的阻燃性能。综上所述,POPP及其复配体系对PC/ABS合金的阻燃效果更好,10%wt POPP/APP/GR能够使PC/ABS达到UL-94 V-0级,极限氧指数也有明显的提高。同时能够有效提高PC/ABS的抗熔滴性能和抑烟性能。