Chất đồng trùng hợp Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) có đặc tính điện tuyệt vời, khả năng chống lạnh, kháng dầu, ổn định hóa học và đặc tính va đập, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực cơ điện, thiết bị gia dụng và giao thông vận tải.Tuy nhiên, chỉ số oxy của ABS chỉ là 18% và nó có thể tiếp tục cháy sau khi cháy, điều này hạn chế sản phẩm của nó trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.Để đạt được mức chống cháy từ ABS đến UL94 V-0, lượng chất chống cháy được thêm vào thường lớn.Tính chất cơ học của vật liệu giảm và giá thành cao hơn.
Chất đồng trùng hợp Acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) có đặc tính điện tuyệt vời, khả năng chống lạnh, kháng dầu, ổn định hóa học và đặc tính va đập, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực cơ điện, thiết bị gia dụng và giao thông vận tải.Tuy nhiên, chỉ số oxy của ABS chỉ là 18% và nó có thể tiếp tục cháy sau khi cháy, điều này hạn chế sản phẩm của nó trong nhiều lĩnh vực ứng dụng.Để đạt được mức chống cháy từ ABS đến UL94 V-0, lượng chất chống cháy được thêm vào thường lớn.Tính chất cơ học của vật liệu giảm và giá thành cao hơn.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) có tác dụng chống rơi tốt và đã được sử dụng rộng rãi trong PC/ABS chống cháy và các vật liệu khác, nhưng có rất ít báo cáo nghiên cứu về PTFE trong ABS chống cháy.Chất chống cháy ABS phổ biến trong ngành, khi giới thiệu PTFE, đã thảo luận về tác dụng của PTFE đối với hiệu suất của ABS chống cháy.
1. Phần thí nghiệm
1.1.Nguyên liệu chính
ABS, triazine brôm, antimon trioxide, PTFE, chất chống oxy hóa, chất bôi trơn, v.v.
1.2.Công cụ thiết yếu
Máy đùn trục vít đôi: loại SHJ-35;máy ép phun: loại T80;máy kiểm tra phổ điện tử điều khiển bằng máy tính: loại CM6104;dụng cụ đo nhiệt độ biến dạng nhiệt: 303;máy phân tích nhiệt trọng lượng (TG): loại 209C.Máy thử va đập con lắc: Model ZBC-25B;Thiết bị đo tốc độ dòng chảy nóng chảy (MFR): MPXRZ-40A;Máy thử đốt ngang và dọc: Model HVR-2.
1.3.Chuẩn bị mẫu
Làm khô ABS ở 80oC trong 3 đến 5 giờ, sau đó trộn đồng đều ABS, triazine brôm, antimon trioxide, PTFE và các chất phụ gia khác, làm tan chảy và trộn thông qua máy đùn trục vít đôi để ép đùn và tạo hạt.Nhiệt độ ép đùn là 215-225oC, tốc độ trục vít là 360 vòng/phút;sau đó nó được thổi và sấy khô ở 80oC trong 2 giờ, sau đó bơm vào mẫu chuẩn, nhiệt độ phun là 200 ~ 210oC.
1.4.Kiểm tra hiệu suất
Hiệu suất đốt: được kiểm tra theo UL94;hiệu suất kéo: được kiểm tra theo GB/T 1040-1992;cường độ uốn: được kiểm tra theo GB/T 9341-2000;độ bền va đập của rãnh đúc hẫng: được kiểm tra theo GB/T 1843-1996;MFR: theo thử nghiệm GB/T 3682-==2000, nhiệt độ 220oC, tải trọng 220kg;nhiệt độ biến dạng nhiệt: kiểm tra theo GB/T 16341-2004;Phân tích TG: tốc độ gia nhiệt 10. C/phút,.Phạm vi nhiệt độ là 30 ~ 700oC, trong môi trường khí nitơ.
2. Kết quả và thảo luận
2.1.Mẫu không có chất chống cháy sẽ cháy hoàn toàn sau lần đánh lửa đầu tiên và hiệu quả chống cháy kém.Khi thêm một lượng nhất định chất chống cháy triazine bromin và antimon trioxide, hiệu quả chống cháy rõ ràng được cải thiện và mức độ chống cháy đạt đến mức UL94V-2, nhưng thời gian cháy lâu hơn và hiệu quả chống cháy vẫn không lý tưởng.Việc bổ sung PTFE rút ngắn đáng kể thời gian cháy của vật liệu.Khi thêm 0,2% PTFE, mức độ chống cháy của vật liệu tăng từ V-2 lên V-0.Điều này là do PTFE có điểm nóng chảy cao (323°C), và nó không tan chảy ở nhiệt độ xử lý vật liệu, nhưng rất dễ tạo sợi để tạo thành mạng lưới sợi dưới lực cắt trộn, làm giảm sự lan truyền của ngọn lửa.
2.2.Sau khi thêm chất chống cháy, độ bền va đập của vật liệu giảm mạnh, trong khi các tính chất cơ học khác ít thay đổi.Ngược lại, khi chất chống cháy và PTFE được thêm vào cùng lúc, độ dẻo dai của vật liệu sẽ được cải thiện một chút so với việc chỉ sử dụng chất chống cháy và khi lượng PTFE tăng lên, độ bền va đập của vật liệu cũng tăng lên, có thể là Cấu trúc mạng sợi được hình thành bởi PTFE trong vật liệu đóng vai trò gia cố ở một mức độ nhất định.
2.3.Khi lượng PTFE tăng lên thì MFR của vật liệu giảm dần.Khi lượng PTFE được thêm vào là 0,3%, MFR của ABS chống cháy giảm từ 23,1g/10 phút xuống 14,5g/10 phút, cho thấy ảnh hưởng của PTFE đến đặc tính dòng chảy của vật liệu.Cái lớn hơn chủ yếu là do sự tồn tại của vật liệu tạo sợi PTFE, cản trở dòng chảy của các phân tử ABS.Do cấu trúc đặc biệt được hình thành bởi PTFE trong quá trình xử lý, các dải vật liệu dường như phồng lên ở lối ra của dải vật liệu, dẫn đến các dải vật liệu dày hơn và quá trình tạo hạt chậm hơn.Đùn vật liệu không có PTFE là bình thường hơn.
2.4.Phân tích vật liệu TG và DTG
Chỉ có một đỉnh giảm trọng lượng nhiệt trong quá trình giảm trọng lượng nhiệt của ABS nguyên chất và hai đỉnh giảm trọng lượng nhiệt xuất hiện trong quá trình giảm trọng lượng nhiệt của ABS chống cháy.Đỉnh thứ nhất là do sự phân hủy của chất chống cháy và đỉnh thứ hai là do sự phân hủy của ABS.Với việc bổ sung PTFE, nhiệt độ giảm trọng lượng nhiệt cao nhất (427°C) của ABS cao hơn 1,8°C so với ABS nguyên chất (428,8°C), nhưng tốc độ giảm trọng lượng nhiệt chênh lệch cao nhất (tốc độ mất nhiệt khối lượng) ( 11,7%/phút) chỉ là Tỷ lệ giảm trọng lượng chênh lệch nhiệt cao nhất của ABS nguyên chất (18,8%/phút) là 62,2%, thấp hơn 7,9% so với tỷ lệ giảm trọng lượng nhiệt chênh lệch cao nhất (12,7%/phút) của mẫu 28 không có Đã thêm PTFE.Việc bổ sung PTFE có thể cải thiện hiệu suất chống cháy của vật liệu.
Bromotriazine và antimon trioxide là những chất chống cháy halogen-antimon điển hình, không chỉ thay đổi phản ứng chống cháy pha khí mà còn thay đổi phản ứng phân hủy nhiệt của pha ngưng tụ.Tỷ lệ carbon dư của ABS nguyên chất ở 700oC là 1,2% và ABS chống cháy với triazine brôm và trioxide antimon được thêm vào.Tỷ lệ carbon dư ở 700oC là 3,5%.Sự hình thành lớp carbon còn giúp tăng khả năng chống chịu của vật liệu.Khả năng bắt lửa.Đồng thời, tỷ lệ cacbon dư ở 700°C khi thêm PTFE là 3,6%, cho thấy PTFE không thể thúc đẩy sự hình thành cacbon.Việc bổ sung PTFE có thể thúc đẩy cấu trúc lớp carbon dày đặc hơn và các rào cản cách nhiệt và oxy tốt hơn, do đó được sử dụng với chất chống cháy halogen-antimon, hiệu quả chống cháy sẽ tuyệt vời hơn.
3. Kết luận
3.1.Việc bổ sung PTFE có thể làm giảm hơn nữa tốc độ giảm trọng lượng nhiệt cao nhất của ABS chống cháy, giảm đáng kể thời gian cháy của vật liệu và cải thiện cấp độ chống cháy của vật liệu.
3.2.Việc bổ sung PTFE ít ảnh hưởng đến tính chất cơ học của ABS chống cháy và ở một mức độ nhất định giúp cải thiện độ dẻo dai của vật liệu.
3.3.PTFE có ảnh hưởng đáng kể đến hiệu suất xử lý của vật liệu ABS chống cháy và nên điều chỉnh liều lượng theo nhu cầu trong quá trình sử dụng.
Thời gian đăng: Jun-11-2020