Acrylonitril-butadieen-styreencopolymeer (ABS) heeft uitstekende elektrische eigenschappen, koudebestendigheid, oliebestendigheid, chemische stabiliteit en schokeigenschappen, en wordt veel gebruikt op het gebied van elektromechanica, huishoudelijke apparaten en transport.De zuurstofindex van ABS is echter slechts 18% en het kan na de brand blijven branden, wat de producten in veel toepassingsgebieden beperkt.Om de vlamvertragende beoordeling van ABS tot UL94 V-0 te bereiken, is de toegevoegde hoeveelheid vlamvertrager over het algemeen groot.De mechanische eigenschappen van het materiaal worden verminderd en de kosten zijn hoger.
Acrylonitril-butadieen-styreencopolymeer (ABS) heeft uitstekende elektrische eigenschappen, koudebestendigheid, oliebestendigheid, chemische stabiliteit en schokeigenschappen, en wordt veel gebruikt op het gebied van elektromechanica, huishoudelijke apparaten en transport.De zuurstofindex van ABS is echter slechts 18% en het kan na de brand blijven branden, wat de producten in veel toepassingsgebieden beperkt.Om de vlamvertragende beoordeling van ABS tot UL94 V-0 te bereiken, is de toegevoegde hoeveelheid vlamvertrager over het algemeen groot.De mechanische eigenschappen van het materiaal worden verminderd en de kosten zijn hoger.
Polytetrafluorethyleen (PTFE) heeft een goed anti-valeffect en wordt veel gebruikt in vlamvertragend PC/ABS en andere materialen, maar er zijn weinig onderzoeksrapporten over PTFE in vlamvertragend ABS.De gebruikelijke ABS-vlamvertrager in de industrie besprak bij de introductie van PTFE het effect van PTFE op de prestaties van vlamvertragend ABS.
1. Experimenteel deel
1.1.Belangrijkste grondstoffen
ABS, gebromeerd triazine, antimoontrioxide, PTFE, antioxidanten, smeermiddelen, enz.
1.2.Belangrijkste gereedschap
Extruder met dubbele schroef: type SHJ-35;spuitgietmachine: type T80;computergestuurde elektronische universele testmachine: CM6104 type;meetinstrument voor thermische vervormingstemperatuur: 303;thermogravimetrische (TG) analysator: 209C-type.Slingerslagtester: model ZBC-25B;Smeltstroomsnelheidsinstrument (MFR): MPXRZ-40A;Horizontale en verticale verbrandingstester: model HVR-2.
1.3.Monstervoorbereiding
Droog ABS bij 80 ℃ gedurende 3 tot 5 uur, meng vervolgens ABS, gebromeerd triazine, antimoontrioxide, PTFE en andere additieven gelijkmatig, smelt en meng door een dubbelschroefsextruder voor extrusie en granulatie.De extrusietemperatuur is 215-225 ℃, de schroefsnelheid is 360 tpm;vervolgens wordt het geblazen en gedroogd bij 80 ℃ gedurende 2 uur, en vervolgens geïnjecteerd in het standaardmonster, de injectietemperatuur is 200 ~ 210 ℃.
1.4.Prestatie test
Verbrandingsprestaties: getest volgens UL94;trekprestaties: getest volgens GB/T 1040-1992;buigsterkte: getest volgens GB/T 9341-2000;slagsterkte van cantilever-inkeping: getest volgens GB/T 1843-1996;MFR: volgens GB/T 3682-==2000 test, temperatuur 220 ℃, belasting 220 kg;hittevervormingstemperatuur: test volgens GB/T 16341-2004;TG-analyse: verwarmingssnelheid 10 C/min.Het temperatuurbereik is 30 ~ 700 ℃, onder stikstofatmosfeer.
2. Resultaten en discussie
2.1.Het monster zonder vlamvertrager brandt volledig na de eerste ontsteking en het vlamvertragende effect is slecht.Wanneer een bepaalde hoeveelheid gebromeerde triazine en antimoontrioxide vlamvertrager wordt toegevoegd, wordt het vlamvertragende effect duidelijk verbeterd en bereikt het vlamvertragende niveau het UL94V-2-niveau, maar de brandtijd is langer en het vlamvertragende effect is nog steeds niet ideaal.Door de toevoeging van PTFE wordt de brandtijd van het materiaal aanzienlijk verkort.Wanneer 0,2% PTFE wordt toegevoegd, wordt het vlamvertragende niveau van het materiaal verhoogd van V-2 naar V-0.Dit komt omdat PTFE een hoog smeltpunt (323°C) heeft en niet smelt bij de materiaalverwerkingstemperatuur, maar gemakkelijk kan worden gefibrilleerd om een vezelnetwerk te vormen onder de mengschuifkracht, waardoor de verspreiding van vlammen wordt verminderd.
2.2.Na toevoeging van de vlamvertrager neemt de kerfslagsterkte van het materiaal sterk af, terwijl andere mechanische eigenschappen weinig veranderen.Wanneer daarentegen vlamvertragers en PTFE tegelijkertijd worden toegevoegd, wordt de taaiheid van het materiaal enigszins verbeterd in vergelijking met het gebruik van alleen vlamvertragers, en naarmate de hoeveelheid PTFE toeneemt, neemt ook de kerfslagsterkte van het materiaal toe. De vezelnetwerkstructuur gevormd door PTFE in het materiaal speelt tot op zekere hoogte een versterkende rol.
2.3.Naarmate de hoeveelheid PTFE toeneemt, neemt de MFR van het materiaal geleidelijk af.Wanneer de toegevoegde hoeveelheid PTFE 0,3% bedraagt, neemt de MFR van het vlamvertragende ABS af van 23,1 g/10 min naar 14,5 g/10 min, wat het effect van PTFE op de vloei-eigenschappen van het materiaal aangeeft.De grotere is voornamelijk te wijten aan het bestaan van PTFE-vezelvormend materiaal, dat de stroom van ABS-moleculen belemmert.Door de speciale structuur die PTFE tijdens de verwerking vormt, lijken de materiaalstroken bij de uitgang van de materiaalstrook op te zwellen, wat resulteert in dikkere materiaalstroken en een langzamere pelletisering.Extrusie van materialen zonder PTFE is normaler.
2.4.TG- en DTG-analyse van materialen
Er is slechts één piek van thermisch gewichtsverlies tijdens het thermisch gewichtsverlies van puur ABS, en twee pieken van thermisch gewichtsverlies verschijnen tijdens het proces van thermisch gewichtsverlies van vlamvertragend ABS.De eerste piek wordt veroorzaakt door de ontleding van vlamvertrager en de tweede piek wordt veroorzaakt door de ontleding van ABS.Met de toevoeging van PTFE is de maximale thermische gewichtsverliestemperatuur (427°C) van ABS 1,8°C hoger dan die van puur ABS (428,8°C), maar het maximale differentiële thermische gewichtsverlies (massawarmteverlies) ( 11,7%/min) is slechts het maximale differentiële thermische gewichtsverliespercentage van puur ABS (18,8%/min) is 62,2%, wat 7,9% lager is dan het maximale differentiële thermische gewichtsverliespercentage (12,7%/min) van monster 28 zonder PTFE toegevoegd.De toevoeging van PTFE kan de vlamvertragende prestaties van het materiaal verbeteren.
Broomtriazine en antimoontrioxide zijn typische halogeen-antimoon-vlamvertragers, die niet alleen de vlamvertragende reactie in de gasfase veranderen, maar ook de thermische afbraakreactie van de gecondenseerde fase.Het resterende koolstofpercentage van puur ABS bij 700 ℃ is 1,2% en het vlamvertragende ABS met gebromeerd triazine en antimoontrioxide wordt toegevoegd.Het resterende koolstofpercentage bij 700 ℃ is 3,5%.De vorming van de koolstoflaag helpt ook om de weerstand van het materiaal te vergroten.Ontvlambaarheid.Tegelijkertijd bedroeg het resterende koolstofgehalte bij 700°C met toegevoegd PTFE 3,6%, wat aangeeft dat PTFE er niet in slaagde de koolstofvorming te bevorderen.De toevoeging van PTFE kan een dichtere koolstoflaagstructuur en betere isolatie en zuurstofbarrières bevorderen. Bij gebruik van halogeen-antimoon-vlamvertragers is het vlamvertragende effect dus uitstekend.
3. Conclusie
3.1.De toevoeging van PTFE kan het maximale thermische gewichtsverlies van het vlamvertragende ABS verder verminderen, de brandtijd van het materiaal aanzienlijk verkorten en de vlamvertragende kwaliteit van het materiaal verbeteren.
3.2.De toevoeging van PTFE heeft weinig effect op de mechanische eigenschappen van vlamvertragend ABS en verbetert tot op zekere hoogte de taaiheid van het materiaal.
3.3.PTFE heeft een aanzienlijk effect op de verwerkingsprestaties van vlamvertragende ABS-materialen en de dosering moet tijdens het gebruik aan de behoeften worden aangepast.
Posttijd: 11 juni 2020