聚硼硅氧烷阻燃PC-ABS合金的制備及其性能研究.pdf

1、高分子材料具有某些傳統(tǒng)材料不可比擬的優(yōu)點，而聚合物合金材料更是綜合了各材料的優(yōu)點，合金材料的使用范圍也日益擴大。聚碳酸酯(PC)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)合金是一種常用的工程塑料，它兼有PC和ABS二者的優(yōu)良性能，價格介于PC、 ABS之間，在汽車、電子、航空航天等許多領(lǐng)域都有應(yīng)用。PC是一種自熄型材料，其極限氧指數(shù)(LOI)大約為26％，而ABS屬于易燃材料，LOI在18％-20％之間，PC與ABS共混制得的PC/ABS

2、合金阻燃性能明顯降低，使其應(yīng)用受到了很大的限制。隨著許多領(lǐng)域?qū)Σ牧夏突?、環(huán)保的要求越來越高，因此制備一種高效綠色的阻燃劑就成為PC/ABS合金研究領(lǐng)域的熱點。本文采用二步合成法制備了甲基苯基聚硼硅氧烷(PB)阻燃劑，并將其應(yīng)用于PC/ABS合金的阻燃處理中。研究內(nèi)容主要包括以下三個方面:
　　以二苯基二甲氧基硅烷、二甲基二甲氧基硅烷、硼酸為原料，采用二步合成法制備了甲基苯基聚硼硅氧烷阻燃劑，并優(yōu)化了合成工藝。研究結(jié)果表明:當硅烷/

3、硼酸比為1∶1時，合成的PB阻燃劑的阻燃效果最好，在PC/ABS合金中添加5wt％該聚硼硅氧烷阻燃劑，可使PC/ABS合金的極限氧指數(shù)從24.1％提高到34.1％。PB阻燃劑是通過凝聚相阻燃機制發(fā)揮作用的，印在燃燒過程中降低質(zhì)量損失，促進殘?zhí)啃纬?，使炭層緊密覆蓋在基體表面，減少熱輻射和氧氣的擴散，從而達到阻燃的效果。通過錐形量熱分析發(fā)現(xiàn)，PB不僅使PC/ABS合金體系的熱、煙、CO、 CO2釋放速率降低,提高火災(zāi)性能指數(shù)，而且能夠緩和材

4、料的燃燒過程，防止短時間內(nèi)大量放熱，有效降低了燃燒的危險。PB使PC/ABS合金體系的力學性能有所下降，但拉伸強度下降較少，在阻燃PC/ABS合金體系中加入相容劑馬來酸酐接枝ABS，可使合金體系的力學性能得到明顯提高。適量的PB可以改善PC/ABS合金的加工性能。
　　研究分析了聚硼硅氧烷與磺酸鹽(FR-2025)或納米SiO2復(fù)合阻燃劑對PC/ABS合金的阻燃作用。結(jié)果表明，適量的FR-2025使PC/ABS合金的LOI略有提高

5、，就LOI而言，F(xiàn)R-2025與聚硼硅氧烷對PC/ABS合金有阻燃協(xié)效作用，但效果不明顯。錐形量熱數(shù)據(jù)表明FR-2025與PB復(fù)配阻燃體系的熱、煙釋放速率均比單獨用PB阻燃時PC/ABS合金的高，F(xiàn)R-2025降低了PC/ABS阻燃合金體系的阻燃性能。納米SiO2可顯著降低PC/ABS/PB阻燃合金體系的熱、煙釋放量及CO、 CO2釋放速率，納米SiO2與聚硼硅氧烷在PC/ABS合金中有一定的阻燃協(xié)效作用。納米SiO2使PC/ABS/P

6、B合金體系的拉伸強度和彎曲強度有所下降，但適量的SiO2可使材料的沖擊強度有所提高。
　　考察了聚硼硅氧烷與有機磷酸酯（TPP、RDP、 PX-230）復(fù)合阻燃劑對PC/ABS合金阻燃性能的影響。TPP、RDP和PX-230均使PC/ABS合金的LOI有一定程度的提高，但與聚硼硅氧烷相比阻燃效率不高。就LOI而言，聚硼硅氧烷與TPP或RDP、PX-230對PC/ABS合金沒有阻燃協(xié)效作用。TPP與PB復(fù)配阻燃劑可使PC/ABS合金