自熄性高抗沖聚苯乙烯基復(fù)合材料研究.pdf

1、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)是最重要的通用塑料之一，因具有卓越的電絕緣性能、成型加工性能、良好的耐化學(xué)腐蝕性能和抗沖擊性能等優(yōu)點而得到廣泛應(yīng)用。其主要缺點是在空氣中遇火容易燃燒，發(fā)煙量大，存在很大的火災(zāi)隱患，因此對其進行阻燃、抑煙處理以提高應(yīng)用的安全性至關(guān)重要。
　　本論文制備多種阻燃 HIPS基復(fù)合材料，采用多種方法研究了材料的燃燒性能和阻燃機理，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.以高抗沖聚苯乙烯(HIPS)/溴代聚苯乙烯(BPS

2、)共混體系為基礎(chǔ)，三氧化二銻(AO)、硼酸鋅(ZB)和有機蒙脫土(OMMT)為阻燃助劑，采用熔融復(fù)合方法制備了 HIPS/BPS/OMMT、HIPS/BPS/AO、HIPS/BPS/ZB、HIPS/BPS/AO/ZB以及 HIPS/BPS/ZB/OMMT復(fù)合材料，利用氧指數(shù)實驗(OI)、水平和垂直燃燒實驗、錐形量熱分析(Cone)、高溫?zé)岱纸鈱嶒灥确椒▽?fù)合材料的阻燃性能和阻燃機理進行了研究。結(jié)果表明：BPS本身對 HIPS有一定阻燃作

3、用，但阻燃效率較低。加入20質(zhì)量份(phr)以上BPS時可以使HIPS/BPS共混物在空氣中點燃后自熄且水平燃燒性能達(dá)到FH-1級，但單獨使用BPS無法使共混物的垂直燃燒性能達(dá)到任何級別。AO和ZB與BPS之間均有非常顯著的協(xié)同阻燃作用，同時加入 AO和ZB會進一步提高共混物的氧指數(shù)，但 ZB用量過多時共混物的垂直燃燒性能下降。在相同條件下，AO與 BPS之間的協(xié)同阻燃效率比 ZB與 BPS之間的協(xié)同阻燃效率更高。HIPS/BPS共混物

4、的阻燃機理為氣相阻燃，加入 AO和 ZB后，復(fù)合材料的阻燃機理仍以氣相阻燃為主，但隨著 ZB用量增加，凝聚相阻燃也開始起到一定作用。在 HIPS/BPS共混物中引入 OMMT生成納米復(fù)合材料后，體系的阻燃性能得到大幅度提高，能夠使垂直燃燒性能達(dá)到最高級別FV-0級，材料的阻燃機理由原來的氣相阻燃變?yōu)闅庀嗯c凝聚相協(xié)同阻燃。在HIPS/BPS共混物中同時加入ZB和OMMT后，也可以得到具有高阻燃性能的復(fù)合材料。
　　2.以高抗沖聚苯乙

5、烯(HIPS)/聚苯醚(PPO)共混物為基礎(chǔ)，引入微膠囊紅磷(MRP)阻燃劑，采用熔融復(fù)合法制備了 HIPS/PPO/MRP復(fù)合材料，并對體系的阻燃性能和阻燃機理進行了研究。結(jié)果表明：PPO和 MRP之間有很好的協(xié)同阻燃作用，二者共同使用時可以顯著降低阻燃劑的用量，得到具有優(yōu)良綜合性能的阻燃復(fù)合材料。
　　3.采用熔融共混法在 HIPS樹脂基體中同時引入微膠囊紅磷(MRP)和可膨脹石墨(EG)，制備了 HIPS/EG/MRP復(fù)合材