聚四氟乙烯對阻燃ABS性能的影響
發(fā)布時間 : 2020-07-10 瀏覽次數(shù) : 次丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）具有優(yōu)良的電性能、耐寒性、耐油性,、化學穩(wěn)定性和沖擊性能，被廣泛應用于機電,、家電和交通領域,。但ABS的氧指數(shù)只有18％，離火后能繼續(xù)燃燒,，使其制品在許多應用領域受到限制,，為使ABS的阻燃等級達到UL94 V-0，阻燃劑的添加量一般較大,，不僅降低了材料的力學性能,，同時成本較高。
聚四氟乙烯（PTFE）具有良好的抗熔滴作用,，在阻燃PC/ABS等材料中已得到廣泛應用,，但PTFE在阻燃ABS中的研究報道還較少。工業(yè)上常見的ABS阻燃劑,，同時引入PTFE,，討論了PTFE對阻燃ABS性能的影響。
一,、實驗部分
1,、主要原料
ABS，溴代三嗪,，三氧化二銻,，PTFE，抗氧劑,、潤滑劑等,。
2、主要設備
雙螺桿擠出機：SHJ-35型,；注塑機：T80型,；微機控制電子萬能試驗機：CM6104型；熱變形溫度測定儀：303,；熱重（TG）分析儀：209C型,。擺錘沖擊試驗機：ZBC-25B型,；熔體流動速率（MFR）儀：MPXRZ-40A,；水平垂直燃燒測定儀：HVR-2型。
３,、試樣制備
將ABS在80℃下鼓風干燥３～５ｈ,，然后將ABS、溴代三嗪,、三氧化二銻,、PTFE和其他助劑混合均勻后，經(jīng)雙螺桿擠出機熔融共混擠出造粒,，擠出溫度215—225℃,，螺桿轉速360 r/min,；再于80℃下鼓風干燥2小時后注射成標準試樣，注塑溫度200～210℃,。
4,、性能測試
燃燒性能：按UL94測試；拉伸性能：按ＧＢ／Ｔ１０４０－－１９９２測試,；彎曲強度：按ＧＢ／Ｔ９３４１－－２０００測試,；懸臂梁缺口沖擊強度：按ＧＢ／Ｔ１８４３－－１９９６測試；MFR：按ＧＢ／Ｔ３６８２－－－＝２０００測試,，溫度２２０℃,，負荷２２０ｋｇ；熱變形溫度：按ＧＢ／Ｔ１６３４．１—２００４測試,；ＴＧ分析：升溫速率１０,。Ｃ／ｍｉｎ，．溫度范圍３０～７００℃,，氮氣氣氛下進行,。
二、結果與討論
１,、未加阻燃劑的試樣第一次點火后就完全燃燒,，阻燃效果較差。當添加一定量的溴代三嗪和三氧化二銻阻燃劑后,，阻燃效果改善明顯,，阻燃等級達到UL94Ｖ－２級，但燃燒時間較長,，阻燃效果仍不理想,。添加PTFE明顯縮短了材料的燃燒時間，當添加0.2％PTFE時,，材料的阻燃級別由Ｖ-２級提高到Ｖ-0級,。這是由于PTFE熔點高（３２３℃），在材料加工溫度下仍不熔,，但在共混剪切力下易于原纖化形成纖維網(wǎng)絡,，減少了火焰的蔓延。
２,、添加阻燃劑后,，材料缺口沖擊強度急劇下降，而其他力學性能變化較小,。相比之下,，同時添加有阻燃劑和PTFE時，材料的韌性較單獨使用阻燃劑時略有提高,，且隨著PTFE用量的增加,，材料的缺口沖擊強度也隨之增加,，這可能是PTFE在材料中形成的纖維網(wǎng)狀結構，在一定程度上起到了補強效果,。
３,、隨著PTFE用量的增加，材料的MFR逐漸下降,，當PTFE添加量為0.3％時,，阻燃ABS的MFR由23.1ｇ／10min降為１４．５ｇ／１０ｍｉｎ，表明PTFE對材料的流動性能影響較大,，這主要是因為PTFE成纖物的存在,，對ABS分子流動起阻礙作用。由于PTFE在加工中形成的特殊結構,，材料擠出過程中呈現(xiàn)出料條出口膨大現(xiàn)象,，導致料條變粗，切粒變慢,，而未添加PTFE的材料擠出過程較為正常,。
４、材料的ＴＧ和ＤＴＧ分析,。純ABS熱失重過程中只有１個熱失重峰,，而阻燃ABS的熱失重過程出現(xiàn)了２個熱失重峰，第一個峰為阻燃劑分解產生,，第二個峰為ABS分解產生,。加入了PTFE的試樣，ABS的峰值熱失重溫度（４２７℃）比純ABS（４２８．８℃）提高了1.8℃,，但峰值微分熱失重速率（質量熱損失速率）（11.7％／min）只有純ABS峰值微分熱失重速率（１８．８％／min）的６２．２％,，比未加PTFE的試樣２８的峰值微分熱失重速率（12.7％／ｍｉｎ）降低7.9％，表明PTFE的加入更能提高材料的阻燃性能,。
溴代三嗪與三氧化二銻屬于典型的鹵一銻阻燃劑,，不僅改變氣相阻燃反應，同時也改變凝聚相熱降解反應,。純ABS在７００℃的殘?zhí)柯蕿?/span>1.2％,，添加了溴代三嗪和三氧化二銻的阻燃ABS，７００℃的殘?zhí)柯蕿?/span>3.5％,，炭層的形成也有利于提高材料的阻燃性能,。同時添加有PTFE的７００℃的殘?zhí)柯蕿?.6％,，表明PTFE未能促進成炭,，PTFE的加入，可能促使炭層結構更加致密,，更好地起到隔熱,、隔氧作用,，從而配合鹵一銻阻燃劑使用，阻燃效果更加優(yōu)異,。
三,、結論
1、PTFE的加入能進一步降低阻燃ABS的峰值熱失重速率,，顯著降低材料的燃燒時間,，提高材料的阻燃等級。
2,、PTFE的加入對阻燃ABS的力學性能影響較小,，且在一定程度上提高材料的韌性。
PTFE對阻燃ABS材料的加工性能影響較為明顯,，使用中應根據(jù)需要調整用量,。
