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高分子专业毕业设计正文

1绪论

随着塑料工业的发展,塑料材料大量应用于各行各业,以替代钢材、木材,尤其在建筑行业,采用PVC、PE、PP等作为制造门窗、天花板、室内外装饰、上下管水道、家具等的材料。

塑料具有轻便、耐腐蚀、节约钢材木材、可再回收利用等优点。

但塑料又具有易燃性,一旦起火,难以扑灭,屡屡造成严重火灾事故。

由于这些不足,在很多方面限制了它的应用,因此,应对其进行阻燃改性,以提高塑料的实用价值。

聚乙烯是一种质轻无毒,具有优良的电绝缘性能和耐化学腐蚀性能的热塑性塑料,其价格低廉,成型加工容易,广泛应用于电器、化工、食品、机械等行业,其中应用于电线电缆行业尤甚。

同时聚乙烯是极易燃烧的高分子材料,由于聚乙烯自身的分子结构特点,导致其阻燃难度较大。

其制作的电缆有时在高温、发热、放电等条件下,很容易燃烧而引起火灾。

聚乙烯的阻燃化设计研究对人类的生命财产安全具有重要的现实意义,是高分子材料阻燃研究的热点之一,也是一个世界性的难题。

随着其应用面的拓宽和现代社会对防火要求的提高,聚乙烯阻燃问题逐渐成为科研工作的重点之一。

1.1研究目的与意义:

聚乙烯具有优良的耐低温性能(最低使用温度可达-70~-100℃),化学稳定性好,能耐大多数酸碱的侵蚀(不耐具有氧化性质的酸),常温下不溶于一般溶剂,吸水性小,电绝缘性能优良;但聚乙烯对于环境应力(化学与机械作用)是很敏感的,耐热老化性差。

聚乙烯的性质因品种而异,主要取决于分子结构和密度。

采用不同的生产方法可得不同密度(0.91~0.96g/cm3)的产物。

聚乙烯可用一般热塑性塑料的成型方法(见塑料加工)加工。

用途十分广泛,主要用来制造薄膜、容器、管道、单丝、电线电缆、日用品等,并可作为电视、雷达等的高频绝缘材料,其中应用于电线电缆行业尤甚。

随着石油化工的发展,聚乙烯生产得到迅速发展,产量约占塑料总产量的1/4。

但是聚乙烯耐燃性差,很容易燃烧而引起火灾,增加了其产品使用的危险性,不能满足工业应用的要求,限制了聚乙烯的应用范围。

因此我们对其进行改性的目的就是在不改变聚乙烯其它优良性能的同时,使其具有阻燃性,获得综合性能优良的聚乙烯材料。

以此来拓宽聚乙烯的应用领域。

大多数聚合物如聚乙烯都易燃烧,燃烧时不仅会产生火焰,而且还散发出有毒气体和烟尘,使其相当长一段时间在建筑、汽车、船舶、电气工业等方面的应用受到了限制。

90年代,主要塑料生产国,如美国、西德等国都定有严格的法规,要求在很多场合使用的塑料制品一定要具有自熄性[1],否则就禁止使用。

为扩大塑料制品的应用,人们采用能阻缓塑料燃烧的助剂(称为阻燃剂)添加到塑料中去。

在美国,阻燃剂产量位居助剂产量的第二位,仅次于增塑剂[2]。

聚乙烯氧指数较低(为17.5),且燃烧热高,若不阻燃,很多场合就不能使用,如电线电缆、煤矿运输等方面。

因此研究聚乙烯阻燃有十分重要的意义。

1.2国内外研究现状

聚乙烯用的阻燃体系

1.2.1卤系阻燃剂

卤系阻燃剂是目前世界上产量最大的有机阻燃剂之一,以其添加量少,阻燃效果显著而在阻燃领域中具有重要地位。

目前国内主要采用的有机卤化物(以十溴、六溴为代表)与Sb2O3复配使用对PE进行阻燃。

该类阻燃剂在燃烧分解时能捕捉PE降解反应生成的自由基,从而延缓或终止燃烧的链反应,同时释放出本身是一种难燃的气体HX。

这种气体密度大,可以覆盖在材料表面,起到阻隔表面可燃气体的作用,也能抑制材料的燃烧。

对卤-锑复合体系阻燃机理的研究也比较成熟,普遍认为,卤化物和Sb2O3能产生协效反应,它们在燃烧时能在较宽的温度范围内生成SbX3,能有效捕捉材料反应时产生的自由基,所以能明显地提高卤系阻燃剂的阻燃效果。

1.2.2无机阻燃剂

无机阻燃剂是一种无卤阻燃剂,具有安全性高、抑烟、无毒、价廉等优点,在聚乙烯的阻燃化中具有重要地位,主要有氢氧化铝、氢氧化镁、硼酸锌和红磷等。

氢氧化铝与氢氧化镁具有热稳定性好、阻燃无毒、不挥、不产生腐蚀性气体、发烟量小、不产生二次污染等优点,聚合物的燃烧热为41.840J/g,而金属水合物的吸热量一般在418.4J/g~2092J/g之间。

要使聚合物具有阻燃性能,必然添加大量的金属水合物。

据统计,用量约需卤系阻燃剂的几十倍。

然而,阻燃剂加入过多会使基体[3]的机械性能大大降低,且燃烧时有滴落行为。

另外,大多数无机阻燃剂[4]具有一定的酸性或碱性,表面有亲水基团显极性,容易吸附水分。

对于聚乙烯这样的非极性分子,由于大分子链上缺乏极性基团,具有憎水性,因而它与无机阻燃剂之间的相容性差,填充体系界面难于形成良好的结合及牢固的粘接。

因此需要对阻燃剂[5]及树脂基体进行技术处理。

如国内外正在开发超细的无机阻燃剂(粒径在0.1μm~1μm之间),或对阻燃剂做表面处理,以增加与集体树脂的界面力或相容性,通常,金属水合物在使用时需要填加硅烷偶联剂、钛酸铝偶联剂脂肪酸盐等助剂,以改善聚合物的机械性能。

偶联剂的作用是为了增加金属水合物与聚合物的相容性;脂肪酸盐的加入则是防止金属水合物在使用时发生凝结。

这些措施虽能对无机阻燃剂的各种性能有所改进,但效果不理想。

李凤岭等人研究发现,对氢氧化铝和氢氧化镁填充阻燃PE体系,随氢氧化铝和氢氧化镁填加量的增加,材料的阻燃性能[6]随之增加。

1.2.3磷系阻燃剂

磷和含磷化合物是阻燃剂中重要的一种。

含磷无机阻燃剂因其热稳定性好、不挥发、不产生腐蚀性气体、效果持久、毒性低等优点而获得了广泛的应用。

红磷作为阻燃剂与传统的阻燃剂(如卤化物/Sb2O3)相比发烟量小、低毒、应用范围广,能单独使用,也可与其它阻燃剂共同使用。

其用量少,阻燃[7]效果尚可,耐久性好。

联碳化学公司的Peters[8]等人就红磷阻燃HDPE进行了全面系统的研究,发现红磷含量8%可使HDPE的阻燃级别达到UL94V-0级。

王志德等人发现,在LDPE共混物中添加70%的ATH(氢氧化铝)时的氧指数是24,在添加8%的红磷,其氧指数可以提高到27,进一步调整红磷与ATH的用量,氧指数最高可达30。

清华大学曾多次将红磷[9]应用于超高分量聚乙烯的阻燃改性中。

红磷体系用于UHMWPE阻燃,红磷含量升高,氧指数升高,当红磷含量为10%时,氧指数达到极值,阻燃达到V-0级。

利用微胶囊化红磷阻燃,效果大大增强,可使氧指数达到,并且基本保持原有的机械性能。

1.2.4氮系、硅系阻燃剂

氮系阻燃剂在发生火灾时,易受热放出CO2,N2,NH3,NO2和H2O等不燃性气体。

这些气体稀释了空气中的氧和高聚物受热分解时产生的可燃性气体的浓度,而且不燃性气体形成时,产生的热对流带走了一部分热量。

同时氮气能捕捉自由基,抑制了高聚物的连锁反应,达到清除自由基的作用,从而达到了阻燃目的。

氮系阻燃剂在聚氨酯、聚酰胺中有较好的阻燃性能。

目前,总的来说,单独使用氮系阻燃剂阻燃PE效果不佳。

这是由于成炭效果不好而导致的,这类阻燃剂[10]与含磷阻燃剂结合而成的膨胀型阻燃体系,其阻燃效果就很好。

硅系阻燃剂作为一种无卤阻燃剂作用很大。

有机硅兼有有机及无机材料的双重优点,具有防潮、憎水、电气绝缘、耐高低温、化学稳定性等优异性能。

用硅系阻燃剂阻燃PE,不仅可以大大改善材料的阻燃抑烟性,而且可以提高材料的力学性能和电气性能。

现在,一般将硅树脂或硅橡胶加入聚合物中,以提高聚合物的防熔滴性和阻燃抑烟性。

如美国DowCorning公司推出的“D•CRM”阻燃剂就是硅树脂微粉改性剂。

添加1%~8%就可得到发烟量、放热量、CO产生量低的阻燃塑料。

这种阻燃剂在燃烧时生成Si—C化合物作为绝缘层,具有良好的防热阻燃效果。

目前,国外已有产业化产品。

1.2.5膨胀型阻燃剂(IFR)

膨胀型阻燃剂IFR(IntumescentFlameRatar-dant)具有:

(1)高阻燃性,无熔滴滴落行为,对长时间或重复暴露在火焰中有极好的抵抗性;

(2)无卤,无氧化锑;

(3)低烟、无毒、无腐蚀性气体产生等优点。

因此IFR基本上克服了传统阻燃技术中存在的缺点,被誉为阻燃技术的一次革命。

近年来,用于聚乙烯[11]的膨胀型阻燃剂的开发也取得了一定的进展,如美国HoechestCelanese公司推出的ExolitIFR-10和ExolitIFR-11两种新型的膨胀型阻燃剂用于聚乙烯中。

其他商品化的膨胀型阻燃剂还有意大利Moteflous公司的SpinflamMF82/PE,阻燃聚乙烯具有优良阻燃性能,同时对材料的各种使用性能影响较小。

国内研究主要有北京理工大学欧育湘、周政懋、上海消防研究所唐黎明[12]等。

但是膨胀型阻燃剂对聚乙烯的效果还明显不如对聚丙烯的效果。

为了提高其在聚乙烯中的阻燃效果,添加高效的协同阻燃成分,增加阻燃中的残余炭量,提高炭层质量是常常使用的方法。

 

2塑料阻燃机理

大多数塑料尤都容易燃烧,即其阻燃性不好。

衡量塑料[13]阻燃性的好坏,一般可以用氧指数(OI)标准来衡量。

2.1氧指数(OI)

氧指数的英文简称为OI,定义为塑料试样在氮气和氧气的混合气体中保持持续燃烧所需的最低氧气体积分数。

图1HC-2型氧指数测定仪

HC-2型氧指数测定仪符合塑料燃烧性能试验方法氧指数法GB/T2406和纺织品燃烧性能试验氧指数法GB/T5454等标准国家标准,用于评定聚合物在规定试验条件下的燃烧性能,即测定聚合物刚好维持燃烧的最低氧的体积百分比浓度。

塑料的氧指数越小,说明其连续燃烧所需的氧气的浓度越低,材料越易燃;反之,塑料的氧指数[14]越大,说明其连续燃烧所需的氧气的浓度高,材料越不易燃。

表1常用塑料的氧指数

塑料品种

氧指数

塑料品种

氧指数

聚甲醛(POM)

聚氨酯(PU)

发泡聚乙烯(PE)

聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

聚乙烯[15](PE)

聚丙烯(PP)

聚苯乙烯(PS)

丙烯晴-丁二烯-苯乙烯(ABS)

环氧树脂(EP)

聚对苯二甲酸丁二醇脂(PBT)

聚对苯二甲酸丁二醇脂(PET)

氯化聚醚(CP)

聚酰胺(PA-66)

聚碳酸酯(PC)

14.9

17.0

17.1

17.3

17.4

18.0

18.1

18.2

19.8

20.0

20.6

23.0

24.3

24.9

聚酰胺(PA-1010)

软质聚氯乙烯(SPVC)

聚酰胺(PA-6)

酚醛树脂(PF)

聚苯醚(PPO)

聚砜(PSF)

密胺树脂(MF)

聚酰亚胺(PI)

聚苯硫醚(PPS)

纯聚氯乙烯(PVC)

硬质聚氯乙烯(HPVC)

聚苯并咪唑(PBI)

聚偏氯乙烯(PVDC)

聚四氟乙烯(PTFE)

25.5

26.0

26.4

30.0

30.0

32.0

35.0

36.0

40.0

45.0

50.0

58.0

60.0

95.0

一般认为:

当OI<22时,为易燃性塑料;当OI在22—27之间时,为自熄性塑料;当OI>27时,为难燃塑料。

从上表可以看出,大多数塑料的OI都达不到27,而阻燃场合对塑料的OI 要求都在30左右,因此大部分树脂[16]都需要进行阻燃改性处理。

2.2塑料阻燃机理

2.2.1终止反应机理

加入的阻燃剂分解产生一种能捕获自由基的物质[17],消灭燃烧反应产生的自由基,终止氧化反应,达到阻燃的目的。

有机卤化物按此机理作用,它们分解产生HX,具有捕获自由基的能力。

不同品种的HX捕获能力不同,大小次序为HI>HBr>HCl>HF,碘化氢虽然阻燃效果好但稳定性极不好,氟化氢几乎无阻燃作用,两者不能用于阻燃剂。

卤化氢中溴化氢效果最好,其次为氯化氢;因此溴化物最常用于阻燃剂,氯化氢次之。

2.2.2冷却机理

利用加入的阻燃剂分解吸收的热量以抑制塑料热降解的所需汽化热,降低塑料的表面温度,阻止塑料的热降解反应,防止可燃性气体的产生,达到固相阻燃目的。

按此机理作用的阻燃剂有无机金属氢氧化物如氢氧化铝、氢氧化镁、水和硼酸锌等。

2.2.3稀释机理

加入的阻燃剂受热分解产生大量的不燃气体如水、二氧化碳、氮气、氨气、及卤化氢气体等,稀释可燃气体的密度,使之降低到着火点以下,达到气相阻燃的目的。

卤化氢类阻燃剂按此机理发挥阻燃作用。

2.2.4隔膜机理

隔膜机理有两种类型。

一种为阻燃剂分解产生较重的不燃气体或高沸点液体,覆盖于燃烧物表面,隔绝氧气与可燃气体接触,达到阻燃的目的。

按此机理阻燃的阻燃剂有有机氨类,分解可产生氨气、水、硫酸铵及氨基磺酸胺等;另一种为阻燃剂的热分解促使塑料表面迅速脱水炭化,形成一层炭化层,隔绝氧气和可燃气体,达到阻燃的目的。

按此机理作用的阻燃剂有硼系、磷系、有机硅系和卤化物系,尤其是膨胀型阻燃剂,其形成隔离膜的厚度为其他阻燃剂的7-8倍,主要按此机理阻燃。

如果同一种阻燃剂可同时按几种机理作用,那么这类阻燃剂的效果好。

按不同机理作用的阻燃剂一起使用,它们之间会发生协同作用,取得比单一加入更好的效果。

如磷化物和卤化物可生成卤化磷,具有极大的蒸气密度,可覆盖于火焰上,隔绝氧气并稀释可燃气体的浓度。

又如三氧化二锑本身效果不好,但与卤化物并用可生成卤化锑和卤氧化锑两种不燃气体,稀释可燃气体和隔绝氧气,达到阻燃目的。

3技术路线

在试验原料、设备、生产工艺已定的前提下,试验配方中阻燃剂的加入量是决定产品阻燃性能的决定因素。

因此,试验时要设计多组配方,调整三氧化二锑、氯化石蜡及氯化聚乙烯之间的配合比例,制成组分含量不同的样品。

阻燃剂的加入还会影响材料的力学性能和电学性能,因此,从对样品的性能检测与分析中找出综合性能最好的配方是试验的最终目的。

 

4实验部分

4.1试验原料

表2试验原料、牌号及生产厂家

名称

牌号

生产厂家

高密度聚乙烯

2200J

大庆石化公司

氯化石蜡

-

沈阳化工厂

三氧化二锑

-

湖南冷水滩化工有限公司

氯化聚乙烯

CPE135B

维方亚星化工公司

聚乙烯蜡

-

北京化工厂

抗氧剂

1010

徐州合力精细化工厂

4.2实验设备

表3实验设备、型号及生产厂家

设备名称型号生产厂家

高速混合机

平行双螺杆挤出机

熔体流动速率测定仪

25吨平板硫化机

万能拉力机

分析天平

高阻计

击穿电压测试仪

偏光显微镜

悬臂梁冲击试验机

塑料注射成型机[18]

低温冲击脆化仪

SHR-10A

KS-20

SRSY-1

QLB-D

LD

TG328A(s)

ZC-6

HTAD-100

59XC

XJU-22

HTF80

BC-2

昆山科信橡胶机械有限公司

昆山科信橡胶机械有限公司

上海彭浦制冷器有限公司

广东番禺橡塑机械厂

承德市金建检测仪器有限公司

上海精科仪器厂

上海仪表六厂

北京无线电仪器厂

上海光学仪器六厂

承德市实验机厂

宁波海天股份有限公司

广博检测设备有限公司

4.3实验过程

4.3.1、试样制备

图2试样制备流程图

 

(1)高速混合机

图3高速混合机

这是目前最常用的一种初混设备,属于一种间歇式混合设备。

其结构为在一圆筒容器中央设一可转动的搅拌器,通过搅拌器的高速旋转运动,将物料混合均匀。

在混合过程中,既可以利用物料之间的自身摩擦力达到自升温,也可以用加热装置进行外加热。

在升温下混合,可明显提高混合的均匀性。

提高塑料配方中各组分混合均匀性的方法:

A、物料的预处理

在混合前,对配方中的组分进行适当预处理,可有效提高混合均匀性。

添加剂的表面处理主要用于无机添加剂,因无机添加剂与有机树脂之间的相容相容性不好,对无机添加剂进行表面处理,可提高与树脂的混合均匀性。

常用的表面处理方法为用偶联剂和表面活性剂等进行添加剂疏水处理。

添加剂的预处理在混合前,对配方组分进行适当的预热,可加快混合中的扩散速度,提高混合的均匀性。

B、调整加料顺序

配方中各组分在混合中的加入顺序不同,可获得不同的混合效果。

润滑剂一般要后加入,以防止加入后降低物料之间的摩擦力,影响混合效果。

对于易分解的热敏性添加剂,应最后加入,以防止在高温下停留时间过长,导致热分解。

(2)双螺杆挤出机

图4双螺杆挤出机

双螺杆挤出机是由两根平行排列螺杆,将物料连续熔融混合,达到混合均匀的目的。

挤出造粒过程中应注意的问题:

混合后的原料输送入双阶挤出机进行挤出造粒工序。

先将挤出机加热到预定的温度,然后开动螺杆,同时加料。

挤出过程的工艺条件对制品的质量影响很大,特别是塑化情况,更能直接影响制品的物理机械性能及外观,决定塑料塑化程度的因素主要是温度和剪切作用。

物料的温度主要来自于料筒的外加热,其次是螺杆对物料的剪切作用和物料之间的摩擦,当进入正常操作后,剪切和摩擦产生的热量甚至变得更为重要。

温度升高,物料的黏度降低,有利于塑化,同时降低熔体的压力,挤出成型快。

适当增大螺杆的转速能强化对物料的剪切作用,有利于物料的混合和塑化,且对大多数塑料能降低其熔体的黏度。

挤出塑化是借助加热和螺杆的剪切作用使物料熔化、剪切变形,进一步混合,使树脂和各种添加剂组分分散均匀。

同时依赖于这一条件来驱除物料中的挥发物和弥补树脂合成中带来的缺陷,使物料有利于输送和成型[19]等。

塑化后的物料可以直接成型或挤出造粒。

挤出过程中工艺条件对塑化的效果影响较大,尤其是温度和时间。

不同种类的塑料配方,有其相应的塑化工艺条件。

若挤塑工艺温度不均匀,产品将塑化不良,发生降解、焦烧等不良现象,影响产品质量。

从螺杆的结构可看出各段区域的作用,机头温度偏低,易于挤出成型,同时具有塑化作用。

总之,挤出造粒工序的主要作用就是使熔体在成型前充分塑化,使造粒工序能正常的进行。

这样有造粒工序制得的聚合物颗粒形状基本一致,颗粒大小均匀,保持了良好的树脂质量,在以后的加工过程中不会发生分子量的明显降低和由于过热造成的分解,有利于提高制品质量和方便加工[20]。

表4双螺杆挤出机工艺参数

参数

一区

二区

三区

四区

机头

温度/℃

140

5

150

5

170

5

180

5

185

5

主机调速

喂料控制

机头实际压力

机头实际温度

螺杆长径比

5.78Hz

4.00Hz

1.60MPa

190℃

40:

1

(3)注塑机

图5注塑机

挤出造粒后,将粒料倒入注塑机中,通过注塑机的模具将物料注塑成需要的样品。

 

表6注塑工艺参数

温控

设置

实际

一段

210

212

二段

220

221

三段

200

202

四段

180

176

油温

0

34

加温时间

30min

4.3.2、性能检测

(1)抗张强度和断裂伸长率的测定

按GB/T1040的规定进行,试样为d型,厚度为(1.0士0.1)mm,拉伸速度为(250±50)mm/min.试样在温度为(23士2)℃,相对湿度为45%-55%的环境状态中调节不少于4h。

(2)冲击性能测定

按GB/T5470的规定进行。

(3)熔融指数的测定

MFR按GB3855-83测试,试验温度为230℃,负荷为2.160kg,标准口模内径2.095mm,口模系数为464g·mm2。

(4)体积电阻率的测定

A试样

试样厚度为(1.0±0.1)mm。

测定20℃时体积电阻率,试样应在(20±2)℃的蒸馏水中浸泡24h,擦干后立即进行;测定工作温度时体积电阻率,试样应在试验温度的烘箱中恒温1h后立即试验。

B试验条件

a电极处理:

测定工作温度时体积电阻率所用电极应在温度为试验温度恒温1h。

b试验电压:

试验电压为1000v,其它条件均按GB/T1410的规定进行。

(5)相对密度的测定

按GB/T1033-1986中浸渍法进行。

(6)氧指数的测定

按GB/T2406进行。

5结果分析与讨论

5.1高密度聚乙烯树脂的选择

HDPE是一种结晶度高、非极性的热塑性树脂。

原态HDPE的外表呈乳白色,在微薄截面呈一定程度的半透明状。

HDPE具有优良的耐大多数生活和工业用化学品的特性。

该聚合物不吸湿并具有好的防水蒸汽性,可用于包装用途。

HDPE也具有很好的电性能,特别是绝缘介电强度高,使其很适用于电线电缆。

HDPE塑料具有良好的综合性能,应用最为广泛,选择HDPE进行改性研究最具代表性。

HDPE树脂的选择,主要根据两条原则,一是所做制品的性能对HDPE树脂的要求,二是加工成型工艺性能对HDPE的要求。

根据这两条原则,选择大庆石化公司[21]生产的牌号为HDPE-2200J的树脂。

这种高密度聚乙烯物理机械性能高,加工成型性能好,能满足各方面的应用要求。

表7HDPE各项性能指标

项目

HDPE-2200J

熔体指数(g/10min)

2.170

密度(g/cm3)

0.958

抗拉强度(MPa)

25

断裂伸长率(%)

620

低温脆化温度(℃)

<-76

耐环境应力开裂F0.h

85

5.2阻燃剂的选择

5.2.1阻燃剂选用的一般原则:

A阻燃剂对树脂的选择性

尽可能选用与树脂相容性好的阻燃剂品种,以便发挥其阻燃性能。

同一阻燃剂品种与不同树脂的相容性不同,阻燃效果也不同。

B注意阻燃剂的加入对塑料制品原有性能的影响

阻燃剂的加入量比较大或加入无机阻燃剂时,对制品的性能影响大。

在设计阻燃配方时,所选用阻燃剂应尽可能保持树脂原有的加工性能。

C适合每一种树脂的阻燃剂种类很多,在满足制品性能要求的条件下,应尽可能选用成本低的阻燃剂,以降低制品的价格。

D阻燃剂在树脂中的耐久性要好,否则阻燃剂向制品外迁移太快,在未完成使用寿命时,即丧失阻燃功能。

E阻燃剂的热分解温度与树脂温度的匹配性

一方面,阻燃剂的热分解温度与树脂的加工温度要相互匹配,一般要阻燃剂的分解温度要高于加工温度20℃左右;另一方面,阻燃剂的热分解温度与树脂的热降解温度相匹配[22],一般要求要比树脂本身热降解温度低60℃左右。

F阻燃剂的本身属性

同一品种阻燃剂,其自身属性不同,其发挥的阻燃效果也不同,这些属性包括以下几点。

(1)超细粒度

阻燃剂的粒度越细,除可以提高其阻燃性能外,更主要的是可大幅度提高其力学性能。

以三氧化二锑为例,就阻燃性而言,在ABS中加入1.5%粒径为0.03微米的胶体三氧化二锑与加入3%-5%粒径为45微米的氧化锑[23]阻燃效果相同。

就冲击性能而言,ABS中加入的三氧化二锑粒径每减少1微米,其复合制品的冲击强度就增加一倍以上。

(2)微胶囊化技术

将无机阻燃剂制成微粒,用有机物、聚合物、低聚物或无机物进行包裹,可提高与树脂的相容性。

(3)表面偶联处理

在塑料阻燃配方中,尤其是对含有无机阻燃剂的配方。

要对阻燃剂进行表面偶联处理,此外还需要加入分散剂、增韧剂及增塑剂等,增加阻燃剂与树脂的相容性,以弥补因阻燃剂的加入所降低的原有性能。

5.2.2阻燃剂的选用标准:

(1)要高效,即在用量较少的情况下具有特久的阻燃效果。

(2)热稳定性好,在加工稳定下不发生分解,不与基体树脂发生不良反应,遇火不蒸发。

(3)不影响基体树脂的力学性能,也不影响制品的外观和老化性能。

5.2.3本实验所选用阻燃剂简介

(1)氯化石蜡

氯化石蜡-70

分子式:

C24H29Cl21

性状:

白色至淡黄色固体粉末,无臭无味,无毒,化学稳定性好。

用途:

适用于各类产品阻燃之用。

广泛应用在塑料、橡胶、纤维等工业领域作增塑剂,织物和包装材料的表面处理剂,粘接材料和涂料的改良剂,高压润滑和金属切削加工的抗磨剂,防霉剂

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