新型非对称双螺杆挤出机下ABS无卤阻燃复合材料的研究

发布时间：2018-10-26 21:29

【摘要】：ABS树脂(Acrylonitrile Butadiene Styrene)具有优异的机械性能、综合力学性能、电性能和耐化学腐蚀等优点,其在电器邻域或汽车零部件邻域等的广泛应用使其成为了四大通用工程塑料之一。然而,由于ABS的易燃性却限制了其更为进一步的应用。本论文介绍了聚合物燃烧机理,在燃烧机理的基础上分析了多种“添加型”阻燃剂与“反应型”阻燃剂的阻燃机理。通过研究膨胀型反应阻燃剂,制备了ABS无卤阻燃复合材料,通过对材料力学性能、热稳定性能及燃烧性能的研究,探讨了无卤阻燃ABS的阻燃机理,主要研究工作如下:1.通过分别在传统对称双螺杆挤出机与新型非对称双螺杆挤出机下制备ABS无卤阻燃复合材料探讨新型非对称双螺杆挤出机聚合物加工性能的优异性。从定性和定量的分析,相同配方材料下,新型挤出机ABS/IFR阻燃复合材料的力学性能和阻燃性能都明显优于传统挤出机,同时在总体均匀度方差实验中也改善了不少。可以推断出新型非对称双螺杆挤出机基于其混沌混合机理,在高分子功能材料加工方面相比传统对称双螺杆挤出机具有更为优异的加工效率和混合均匀性。2.以聚磷酸铵(APP)和季戊四醇(PER)作为阻燃剂,硬脂酸锌(Zn St)作为分散剂,通过硅烷偶联剂KH-570改性后制备改性阻燃剂,并利用EVA进行包裹,实验中还利用水接触角法表征了EVA包裹改性阻燃剂的程度。由实验可知,在相同阻燃剂添加量的前提下,ABS/EVA/IFRC阻燃复合材料的有限氧指数明显高于ABS/EVA/IFR阻燃复合材料,且综合力学性能也有所上升。当阻燃剂添加量为30%时,ABS/EVA/IFR阻燃复合材料无法达到V-0级别,但ABS/EVA/IFRC阻燃复合材料可达到燃烧V-0级别。此外,通过热重分析也可以看出ABS/EVA/IFRC复合材料相对ABS/EVA/IFR复合材料而言拥有更高的残炭量。所有的测试结果都表现出IFRC系统对比IFR系统有更为优异的性能,这一点也再一次从SEM电镜图中可以看出。3.利用十六烷基三甲基溴化铵(OTAB)对伊利石(ILT)进行表面改性处理,制备有机改性伊利石(OILT)作为ABS/IFR复合材料的阻燃协效剂。通过万能试验机,极限氧指数(LOI),垂直燃烧UL-94测试以及热失重分析对ABS/IFR复合材料的力学性能、燃烧性能和热稳定性能进行分析。实验结果表明低填充量的改性伊利石有助于改善复合材料的力学性能和燃烧性能,当有机改性伊利石添加量为1%时,复合材料的最终残炭量和热稳定性能都有所上升,并能够有效作为阻燃协效剂改善材料的燃烧性能。通过对复合材料SEM电镜图的分析也可以推断出有机改性伊利石与树脂基体之间的相容性明显得到了改善。因此,1%添加量的有机改性伊利石能够有效作为ABS/IFR复合材料的协效阻燃剂。4.研究了过氧化二异丙苯(DCP)用量对ABS/EVA无卤阻燃复合材料体系的流动性能、力学性能、阻燃性能和热稳定性能的影响。结果表明:随DCP用量的增加,ABS/EVA阻燃复合材料体系的交联密度先增大后减小,而熔体流动速率呈先减小后增大的趋势。适量的DCP有助于提高ABS/EVA阻燃复合材料体系的力学性能和阻燃性能,当DCP用量为0.3%时,其拉伸强度可达到16.12MPa;当DCP用量为0.6%时,其极限氧指数可达到31.4%,燃烧级别达到V-0。通过材料的热稳定性分析,表明适量的DCP有助于复合材料体系的成炭作用。
[Abstract]:ABS鏍戣剛(Acrylonitrile Butadiene Styrene)鍏锋湁浼樺紓鐨勬満姊版，

本文编号：2296993