聚四氟乙烯對(duì)阻燃ABS性能的影響
發(fā)布時(shí)間 : 2020-07-10 瀏覽次數(shù) : 次丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）具有優(yōu)良的電性能、耐寒性,、耐油性,、化學(xué)穩(wěn)定性和沖擊性能，被廣泛應(yīng)用于機(jī)電,、家電和交通領(lǐng)域,。但ABS的氧指數(shù)只有18％，離火后能繼續(xù)燃燒,，使其制品在許多應(yīng)用領(lǐng)域受到限制,，為使ABS的阻燃等級(jí)達(dá)到UL94 V-0，阻燃劑的添加量一般較大,，不僅降低了材料的力學(xué)性能,，同時(shí)成本較高。
聚四氟乙烯（PTFE）具有良好的抗熔滴作用,，在阻燃PC/ABS等材料中已得到廣泛應(yīng)用,，但PTFE在阻燃ABS中的研究報(bào)道還較少,。工業(yè)上常見(jiàn)的ABS阻燃劑，同時(shí)引入PTFE,，討論了PTFE對(duì)阻燃ABS性能的影響,。
一、實(shí)驗(yàn)部分
1,、主要原料
ABS,，溴代三嗪，三氧化二銻,，PTFE,，抗氧劑、潤(rùn)滑劑等,。
2,、主要設(shè)備
雙螺桿擠出機(jī)：SHJ-35型；注塑機(jī)：T80型,；微機(jī)控制電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)：CM6104型,；熱變形溫度測(cè)定儀：303；熱重（TG）分析儀：209C型,。擺錘沖擊試驗(yàn)機(jī)：ZBC-25B型,；熔體流動(dòng)速率（MFR）儀：MPXRZ-40A；水平垂直燃燒測(cè)定儀：HVR-2型,。
３,、試樣制備
將ABS在80℃下鼓風(fēng)干燥３～５ｈ，然后將ABS,、溴代三嗪,、三氧化二銻、PTFE和其他助劑混合均勻后,，經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)熔融共混擠出造粒,，擠出溫度215—225℃，螺桿轉(zhuǎn)速360 r/min,；再于80℃下鼓風(fēng)干燥2小時(shí)后注射成標(biāo)準(zhǔn)試樣,，注塑溫度200～210℃。
4,、性能測(cè)試
燃燒性能：按UL94測(cè)試,；拉伸性能：按ＧＢ／Ｔ１０４０－－１９９２測(cè)試；彎曲強(qiáng)度：按ＧＢ／Ｔ９３４１－－２０００測(cè)試,；懸臂梁缺口沖擊強(qiáng)度：按ＧＢ／Ｔ１８４３－－１９９６測(cè)試,；MFR：按ＧＢ／Ｔ３６８２－－－＝２０００測(cè)試，溫度２２０℃,，負(fù)荷２２０ｋｇ,；熱變形溫度：按ＧＢ／Ｔ１６３４．１—２００４測(cè)試,；ＴＧ分析：升溫速率１０。Ｃ／ｍｉｎ,，．溫度范圍３０～７００℃，氮?dú)鈿夥障逻M(jìn)行,。
二,、結(jié)果與討論
１、未加阻燃劑的試樣第一次點(diǎn)火后就完全燃燒,，阻燃效果較差,。當(dāng)添加一定量的溴代三嗪和三氧化二銻阻燃劑后，阻燃效果改善明顯,，阻燃等級(jí)達(dá)到UL94Ｖ－２級(jí),，但燃燒時(shí)間較長(zhǎng)，阻燃效果仍不理想,。添加PTFE明顯縮短了材料的燃燒時(shí)間,，當(dāng)添加0.2％PTFE時(shí)，材料的阻燃級(jí)別由Ｖ-２級(jí)提高到Ｖ-0級(jí),。這是由于PTFE熔點(diǎn)高（３２３℃）,，在材料加工溫度下仍不熔，但在共混剪切力下易于原纖化形成纖維網(wǎng)絡(luò),，減少了火焰的蔓延,。
２、添加阻燃劑后,，材料缺口沖擊強(qiáng)度急劇下降,，而其他力學(xué)性能變化較小。相比之下,，同時(shí)添加有阻燃劑和PTFE時(shí),，材料的韌性較單獨(dú)使用阻燃劑時(shí)略有提高，且隨著PTFE用量的增加,，材料的缺口沖擊強(qiáng)度也隨之增加,，這可能是PTFE在材料中形成的纖維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，在一定程度上起到了補(bǔ)強(qiáng)效果,。
３,、隨著PTFE用量的增加，材料的MFR逐漸下降,，當(dāng)PTFE添加量為0.3％時(shí),，阻燃ABS的MFR由23.1ｇ／10min降為１４．５ｇ／１０ｍｉｎ，表明PTFE對(duì)材料的流動(dòng)性能影響較大,，這主要是因?yàn)镻TFE成纖物的存在,，對(duì)ABS分子流動(dòng)起阻礙作用,。由于PTFE在加工中形成的特殊結(jié)構(gòu)，材料擠出過(guò)程中呈現(xiàn)出料條出口膨大現(xiàn)象,，導(dǎo)致料條變粗,，切粒變慢，而未添加PTFE的材料擠出過(guò)程較為正常,。
４,、材料的ＴＧ和ＤＴＧ分析。純ABS熱失重過(guò)程中只有１個(gè)熱失重峰,，而阻燃ABS的熱失重過(guò)程出現(xiàn)了２個(gè)熱失重峰,，第一個(gè)峰為阻燃劑分解產(chǎn)生，第二個(gè)峰為ABS分解產(chǎn)生,。加入了PTFE的試樣,，ABS的峰值熱失重溫度（４２７℃）比純ABS（４２８．８℃）提高了1.8℃，但峰值微分熱失重速率（質(zhì)量熱損失速率）（11.7％／min）只有純ABS峰值微分熱失重速率（１８．８％／min）的６２．２％,，比未加PTFE的試樣２８的峰值微分熱失重速率（12.7％／ｍｉｎ）降低7.9％,，表明PTFE的加入更能提高材料的阻燃性能。
溴代三嗪與三氧化二銻屬于典型的鹵一銻阻燃劑,，不僅改變氣相阻燃反應(yīng),，同時(shí)也改變凝聚相熱降解反應(yīng)。純ABS在７００℃的殘?zhí)柯蕿?/span>1.2％,，添加了溴代三嗪和三氧化二銻的阻燃ABS,，７００℃的殘?zhí)柯蕿?/span>3.5％，炭層的形成也有利于提高材料的阻燃性能,。同時(shí)添加有PTFE的７００℃的殘?zhí)柯蕿?.6％,，表明PTFE未能促進(jìn)成炭，PTFE的加入,，可能促使炭層結(jié)構(gòu)更加致密,，更好地起到隔熱、隔氧作用,，從而配合鹵一銻阻燃劑使用,，阻燃效果更加優(yōu)異。
三,、結(jié)論
1,、PTFE的加入能進(jìn)一步降低阻燃ABS的峰值熱失重速率，顯著降低材料的燃燒時(shí)間,，提高材料的阻燃等級(jí),。
2、PTFE的加入對(duì)阻燃ABS的力學(xué)性能影響較小,，且在一定程度上提高材料的韌性,。
PTFE對(duì)阻燃ABS材料的加工性能影響較為明顯,，使用中應(yīng)根據(jù)需要調(diào)整用量。
