常用化學(xué)阻燃劑對PP和HIPS點(diǎn)燃特性影響的研究.pdf

1、本研究選用聚磷酸銨(APP)、三聚氰胺(MA)、四溴雙酚A(TBBA)、五溴甲苯(PB)和十溴二苯乙烷(DBDPE)五種常用的化學(xué)阻燃劑，分別添加在聚丙烯(PP)和高抗沖聚苯乙烯(HIPS)聚合物中，利用錐形量熱儀(CONE)、高速攝像儀、熱重分析儀、掃描電鏡(SEM)等分析手段，考察和研究了化學(xué)阻燃劑對聚合物點(diǎn)燃特性的影響，并探討了化學(xué)阻燃劑對聚合物點(diǎn)燃作用的機(jī)理。 研究中采用TroubleShooter1000高速攝像儀記錄

2、了樣品在點(diǎn)燃過程中的行為，研究發(fā)現(xiàn)在錐形量熱儀實驗條件下，聚合物表面點(diǎn)燃過程都經(jīng)歷形成燃點(diǎn)、燃點(diǎn)擴(kuò)展、達(dá)到整個表面燃燒這一持續(xù)點(diǎn)燃過程。化學(xué)阻燃劑的加入延緩了從最初的燃點(diǎn)到表面形成持續(xù)燃燒的過程。采用熱重分析(TG)方法研究了聚合物及化學(xué)阻燃劑的熱分解特性，結(jié)果表明，化學(xué)阻燃劑與聚合物的分解溫度對聚合物的耐點(diǎn)燃時間影響較大，大多化學(xué)阻燃劑的熱穩(wěn)定性均明顯低于分解溫度較高的HIPS，對HIPS來說由于化學(xué)阻燃劑的提前分解，點(diǎn)燃抑制作用較小

3、，對分解溫度較低的PP效果較好。APP在較低溫度下熱失重較小，即一次分解熱失重較小，有類似填料的作用。錐形量熱儀實驗結(jié)果表明，APP和MA縮短了PP的耐點(diǎn)燃時間，而溴系阻燃劑(TBBA、PB、DBDPE)則延遲了PP的耐點(diǎn)燃時間。但所用化學(xué)阻燃劑對HIPS均表現(xiàn)出促進(jìn)點(diǎn)燃的作用。采用錐形量熱儀測量了樣品點(diǎn)燃過程中的質(zhì)量損失速率(MLR)，以其代表點(diǎn)燃過程中的質(zhì)量通量。通過對質(zhì)量損失速率的研究可以看出，化學(xué)阻燃劑均增大了樣品的質(zhì)量損失速率

4、，這同化學(xué)阻燃劑的分解有關(guān)，但APP似有促進(jìn)聚合物分解的作用。用掃描電鏡(SEM)和數(shù)碼相機(jī)對點(diǎn)燃時樣品表面形貌進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)不同化學(xué)阻燃劑對聚合物的表面形貌影響不同，特別是對PP在點(diǎn)燃過程中的表面結(jié)晶熔融有明顯的影響。 基于對點(diǎn)燃行為、質(zhì)量通量、耐點(diǎn)燃時間以及表面形貌等的研究，討論了化學(xué)阻燃劑對聚合物點(diǎn)燃特性可能的影響機(jī)理，認(rèn)為不同化學(xué)阻燃劑對聚合物的點(diǎn)燃影響因素極為復(fù)雜，主要的影響因素包括：氣相抑制點(diǎn)燃過程、熱分解溫度的差