阻燃高抗沖聚苯乙烯復(fù)合材料的制備及燃燒性能的研究.pdf

1、本文研究主要包括三個部分:首先,從尋求阻燃劑組合優(yōu)化、降低阻燃劑用量、控制配方成本等角度出發(fā),對HIPS樹脂進(jìn)行新型有鹵和無鹵阻燃配方和增韌配方設(shè)計(jì).利用小型密煉機(jī)或雙螺桿擠出機(jī)在"一步熔融共混"工藝條件下制備微米級和納米級阻燃復(fù)合物,并以UL 94垂直燃燒試驗(yàn)、錐型量熱試驗(yàn)、熱失重(TG)/差熱分析(DTA)同步試驗(yàn)、小樣品力學(xué)性能測試、X射線衍射(XRD)/透射電鏡(TEM)等手段對其阻燃級別、燃燒性能、熱解性能、力學(xué)性能和微觀結(jié)構(gòu)

2、進(jìn)行表征.發(fā)現(xiàn)了可達(dá)到UL 94 V-0級別的新型含鹵和無鹵配方,包括:HIPS/DBDPO(十溴二苯醚)或DBDPE(十溴二苯乙烷)/AO(三氧化二銻)(86:10:4);HIPS/DBDPO或DBDPE/AO/MMT(蒙脫土)/C16BrN(十六烷基溴化銨)((86-x-y):10:4:x:y](0

3、AT(65:10:10:15);HIPS/MA(三聚氰胺)/TPP(磷酸三苯酯)/RP(紅磷)(64:18:12:6);HIPS/MA/TPP/PPO(聚對苯醚)/RP(64:10:10:10:6):HIPS/MH(氫氧化鎂)/RP(62:32:6).其中,著重對DDBDPO/AO或DBDPE/AO阻燃型HIPS/粘土復(fù)合材料進(jìn)行了研究,發(fā)現(xiàn)了粘土片層與聚合物基體復(fù)合結(jié)構(gòu)呈插層態(tài)或插層/層離混合態(tài);發(fā)現(xiàn)了DBDPO(或DBDPE)/AO

4、與MMT/C16BrN在HIPS樹脂中具有阻燃協(xié)同效應(yīng)并提出了兩種體系的協(xié)效機(jī)理;發(fā)現(xiàn)復(fù)合體系的屈服時和斷裂時拉伸強(qiáng)度普遍高于HIPS樹脂,斷裂伸長率、V型缺口和無缺口沖擊強(qiáng)度均大大低于HIPS樹脂.通過對HIPS/DBDPO或DBDPE/AO的增韌改性研究,提出了分別適用于兩種體系的增韌改性體,發(fā)現(xiàn)復(fù)合體系在屈服時拉伸強(qiáng)度、斷裂時拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率、缺口沖擊強(qiáng)度均比HIPS樹脂有所提高,無缺口沖擊強(qiáng)度則普遍低于HIPS樹脂.其次,遴

5、選出易于實(shí)現(xiàn)工程應(yīng)用的UL 94 V-0阻燃配方,制備HIPS阻燃母粒,并將其按照合適比例與樹脂基體直接注塑成型電視機(jī)殼體,并進(jìn)行實(shí)體燃燒試驗(yàn).結(jié)果發(fā)現(xiàn),純料殼體即使在簡單火源如蠟燭、膠體酒精作用下也可劇烈燃燒,釋放大量熱量和黑煙;HB級對燃燒具有有限抑制作用,V-0級對燃燒具有高度抑制作用.再次,利用數(shù)值模擬計(jì)算判斷成型殼體在實(shí)際火災(zāi)場景中的潛在火災(zāi)行為和火災(zāi)危險性.計(jì)算結(jié)果發(fā)現(xiàn),HB級殼體與純料殼體火災(zāi)行為具有相似性,在火災(zāi)性能(P