Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS) ima odlične električne lastnosti, odpornost proti mrazu, odpornost na olje, kemično stabilnost in lastnosti udarca ter se pogosto uporablja na področju elektromehanike, gospodinjskih aparatov in transporta.Vendar pa je kisikov indeks ABS le 18 % in lahko še naprej gori po požaru, kar omejuje njegove izdelke na številnih področjih uporabe.Da bi dosegli oceno zaviralca gorenja ABS do UL94 V-0, je dodana količina zaviralca gorenja na splošno velika.Mehanske lastnosti materiala so zmanjšane, stroški pa višji.
Akrilonitril-butadien-stiren kopolimer (ABS) ima odlične električne lastnosti, odpornost proti mrazu, odpornost na olje, kemično stabilnost in lastnosti udarca ter se pogosto uporablja na področju elektromehanike, gospodinjskih aparatov in transporta.Vendar pa je kisikov indeks ABS le 18 % in lahko še naprej gori po požaru, kar omejuje njegove izdelke na številnih področjih uporabe.Da bi dosegli oceno zaviralca gorenja ABS do UL94 V-0, je dodana količina zaviralca gorenja na splošno velika.Mehanske lastnosti materiala so zmanjšane, stroški pa višji.
Politetrafluoroetilen (PTFE) ima dober učinek proti padcem in se pogosto uporablja v ognjevarnem PC/ABS in drugih materialih, vendar je malo raziskovalnih poročil o PTFE v ognjevarnem ABS.Običajni zaviralec gorenja ABS v industriji je med uvajanjem PTFE razpravljal o učinku PTFE na učinkovitost ognjevarnega ABS.
1. Eksperimentalni del
1.1.Glavne surovine
ABS, bromirani triazin, antimonov trioksid, PTFE, antioksidanti, maziva itd.
1.2.Glavna oprema
Ekstruder z dvojnim polžem: tip SHJ-35;stroj za brizganje: tip T80;računalniško voden elektronski univerzalni preskusni stroj: tip CM6104;instrument za merjenje temperature toplotne deformacije: 303;termogravimetrični (TG) analizator: tip 209C.Tester udarca z nihalom: model ZBC-25B;Instrument za hitrost pretoka taline (MFR): MPXRZ-40A;Horizontalni in vertikalni tester zgorevanja: model HVR-2.
1.3.Priprava vzorca
Sušite ABS pri 80 ℃ 3 do 5 ur, nato enakomerno zmešajte ABS, bromirani triazin, antimonov trioksid, PTFE in druge dodatke, stopite in zmešajte v ekstruderju z dvema polžema za ekstruzijo in granulacijo.Temperatura ekstrudiranja je 215-225 ℃, hitrost vijaka je 360 r/min;nato se piha in suši pri 80 ℃ 2 uri, nato se vbrizga v standardni vzorec, temperatura vbrizgavanja je 200 ~ 210 ℃.
1.4.Test delovanja
Zmogljivost zgorevanja: preizkušeno po UL94;natezna zmogljivost: testirano v skladu z GB/T 1040-1992;upogibna trdnost: testirano po GB/T 9341-2000;udarna trdnost konzolne zareze: testirano po GB/T 1843-1996;MFR: po preskusu GB/T 3682-==2000, temperatura 220 ℃, obremenitev 220 kg;temperatura toplotnega popačenja: preskus v skladu z GB/T 16341-2004;TG analiza: hitrost segrevanja 10, C/min,.Temperaturno območje je 30 ~ 700 ℃, pod atmosfero dušika.
2. Rezultati in razprava
2.1.Vzorec brez zaviralca gorenja popolnoma zgori po prvem vžigu, učinek zaviralca gorenja pa je slab.Ko dodamo določeno količino zaviralca gorenja bromiranega triazina in antimonovega trioksida, se učinek zaviranja gorenja očitno izboljša in raven zaviralca gorenja doseže raven UL94V-2, vendar je čas gorenja daljši in učinek zaviralca gorenja še vedno ni idealno.Dodatek PTFE bistveno skrajša čas gorenja materiala.Ko dodamo 0,2 % PTFE, se stopnja zaviranja gorenja materiala poveča z V-2 na V-0.To je zato, ker ima PTFE visoko tališče (323 °C) in se ne topi pri temperaturi obdelave materiala, vendar ga je enostavno fibrilirati, da se pod mešalno strižno silo tvori mreža vlaken, kar zmanjša širjenje plamena.
2.2.Po dodajanju zaviralca gorenja zarezna udarna trdnost materiala močno pade, druge mehanske lastnosti pa se malo spremenijo.V nasprotju s tem, ko se hkrati dodajo zaviralci gorenja in PTFE, se žilavost materiala nekoliko izboljša v primerjavi z uporabo samih zaviralcev gorenja, in ko se količina PTFE poveča, se poveča tudi udarna trdnost materiala z zarezo, Struktura vlaknene mreže, ki jo tvori PTFE v materialu, ima do določene mere ojačitveno vlogo.
2.3.Ko se količina PTFE povečuje, se MFR materiala postopoma zmanjšuje.Ko je dodana količina PTFE 0,3 %, se MFR ognjevarnega ABS zmanjša s 23,1 g/10 min na 14,5 g/10 min, kar kaže na učinek PTFE na pretočne lastnosti materiala.Večji je predvsem posledica obstoja PTFE materiala, ki tvori vlakna, ki ovira pretok molekul ABS.Zaradi posebne strukture, ki jo tvori PTFE med obdelavo, se zdi, da trakovi materiala nabreknejo na izstopu iz traku materiala, kar povzroči debelejše trakove materiala in počasnejše peletiranje.Ekstrudiranje materialov brez PTFE je bolj običajno.
2.4.TG in DTG analiza materialov
V procesu toplotne izgube teže čistega ABS je samo en vrh toplotne izgube teže, v procesu toplotne izgube teže ognjevarnega ABS pa se pojavita dva vrha toplotne izgube teže.Prvi vrh je posledica razgradnje zaviralca gorenja, drugi vrh pa je posledica razgradnje ABS.Z dodatkom PTFE je najvišja toplotna izguba teže (427 °C) ABS 1,8 °C višja kot pri čistem ABS (428,8 °C), vendar je najvišja diferencialna toplotna izguba teže (masna stopnja toplotne izgube) ( 11,7 %/min) je le Najvišja diferencialna stopnja toplotne izgube teže čistega ABS (18,8 %/min) je 62,2 %, kar je 7,9 % nižje od najvišje diferencialne toplotne izgube teže (12,7 %/min) vzorca 28 brez Dodan PTFE.Dodatek PTFE lahko izboljša ognjevarnost materiala.
Bromotriazin in antimonov trioksid sta tipična halogen-antimonova zaviralca gorenja, ki ne spremenita le reakcije zaviralca gorenja v plinski fazi, temveč spremenita tudi reakcijo termične razgradnje kondenzirane faze.Stopnja preostalega ogljika čistega ABS pri 700 ℃ je 1,2 %, dodan pa je ABS, ki zavira gorenje, z bromiranim triazinom in antimonovim trioksidom.Stopnja preostalega ogljika pri 700 ℃ je 3,5 %.Tvorba ogljikovega sloja prav tako pomaga povečati odpornost materiala.Vnetljivost.Istočasno je bila stopnja preostalega ogljika pri 700 °C z dodanim PTFE 3,6 %, kar kaže, da PTFE ni uspel spodbuditi tvorbe ogljika.Dodatek PTFE lahko spodbuja gostejšo strukturo ogljikovega sloja ter boljšo izolacijo in kisikove ovire, zato je pri uporabi s halogensko-antimonovim zaviralcem gorenja učinek zaviranja gorenja boljši.
3. Zaključek
3.1.Dodatek PTFE lahko dodatno zmanjša najvišjo toplotno stopnjo izgube teže ognjevarnega ABS, znatno skrajša čas gorenja materiala in izboljša stopnjo ognjevarnega materiala.
3.2.Dodatek PTFE malo vpliva na mehanske lastnosti ognjevarnega ABS-a in do določene mere izboljša žilavost materiala.
3.3.PTFE pomembno vpliva na zmogljivost obdelave materialov ABS, ki zavirajo gorenje, zato je treba odmerek med uporabo prilagoditi glede na potrebe.
Čas objave: 11. junij 2020