阻燃ABS的制備、性能及熱降解機(jī)理研究.pdf

1、近年來(lái)，隨著國(guó)家貨幣政策宏觀調(diào)整以及人們生活水平的逐漸提高，國(guó)內(nèi)汽車、家電、電子電氣等行業(yè)發(fā)展迅速，這也拉動(dòng)了這些行業(yè)中廣泛應(yīng)用的塑料產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。其中，具有阻燃性的改性塑料的需求量增長(zhǎng)迅速。在這些阻燃改性料中，有63％要求達(dá)到UL94V-0級(jí)。
　　丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(AcrylonitrileButadieneStyrene,ABS)是一種綜合性能優(yōu)良的高分子材料，其阻燃制品廣泛應(yīng)用于家電、汽車、電子電氣等領(lǐng)域，市

2、場(chǎng)對(duì)其需求量也在逐年增加。然而，對(duì)于非成炭性的ABS，市場(chǎng)上基本沒(méi)有可以通過(guò)UL94V-0級(jí)測(cè)試的無(wú)鹵阻燃ABS產(chǎn)品；另一方面，逐漸嚴(yán)格的環(huán)保法規(guī)對(duì)市場(chǎng)上普遍存在的通過(guò)添加小分子含鹵阻燃劑獲得V-0級(jí)阻燃性能的ABS的限制會(huì)越來(lái)越大。因此研發(fā)可以被市場(chǎng)和環(huán)境同時(shí)接受的V-0級(jí)阻燃ABS顯得越來(lái)越重要。
　　為了解決上述問(wèn)題，本文以疏水性氫氧化鎂(MH)納米粒子和環(huán)保型高分子含溴化合物溴代聚苯乙烯(BPS)作為復(fù)合阻燃劑，POE接枝

3、馬來(lái)酸酐(POE-g-MAH)和ABS高膠粉作為復(fù)合增韌劑，通過(guò)熔融共混法制備了ABS阻燃材料，并且系統(tǒng)地研究了復(fù)合材料的力學(xué)性能、阻燃性能、熱穩(wěn)定性能及熱降解機(jī)理。
　　本論文的主要內(nèi)容及成果如下：
　　(1)以苦鹵和氨水為原料，硬脂酸鑭(LS)為改性劑，采用常溫下直接沉淀法制備疏水性的氫氧化鎂(MH)納米粒子。并采用掃描電子顯微鏡(SEM)、傅里葉紅外光譜(FT-IR)、熱重分析(TG)、X射線衍射(XRD)、接觸角測(cè)試

4、等手段對(duì)MH粒子進(jìn)行表征。采用熔融共混法制備了ABS/MH二元復(fù)合材料，分析了MH粒子表面改性對(duì)力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明LS通過(guò)化學(xué)方式使MH納米粒子表面由親水性變?yōu)槭杷?，改性MH可有效地提高ABS/MH復(fù)合材料的力學(xué)性能。
　　(2)以疏水MH納米粒子和BPS/Sb2O3為復(fù)合阻燃劑，POE-g-MAH和ABS高膠粉為復(fù)合增韌劑，采用熔融共混法制備阻燃ABS共混料，研究了共混材料的力學(xué)性能和阻燃性能，并分析了MH和BPS/Sb

5、2O3的協(xié)同阻燃作用。結(jié)果表明：40份的MH和20份的BPS/Sb2O3作為復(fù)合阻燃劑，阻燃材料的氧指數(shù)達(dá)到25，并通過(guò)UL-94V-0測(cè)試，復(fù)合增韌劑含量為40wt%時(shí)，阻燃材料的沖擊強(qiáng)度提高至6.7kJ/m2，而阻燃性能幾乎無(wú)變化。另外，附加實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明MH和BPS/Sb2O3可以起到協(xié)同阻燃的效果。MH的加入可以使多元阻燃材料通過(guò)UL-94V-0測(cè)試所需要的BPS/Sb2O3的添加量由25phr降低至20phr，同時(shí)改善燃燒時(shí)的發(fā)

6、煙狀況，并且可以阻止復(fù)合材料燃燒時(shí)的軟化流動(dòng)，而B(niǎo)PS/Sb2O3的加入則可以改善MH的阻燃效率。
　　(3)采用熱重分析法對(duì)ABS，ABS/MH及ABS/MH/BPS/Sb2O3多元阻燃材料的熱性能進(jìn)行了分析，并使用Kissinger法和Flynn-Wall-Ozawa法計(jì)算了ABS，ABS/MH及ABS/MH/BPS/Sb2O3多元阻燃材料的降解活化能，繼而研究了其熱降解動(dòng)力學(xué)。研究結(jié)果表明：和純的ABS相比，ABS/MH的熱