يتمتع كوبوليمر أكريلونتريل-بوتادين-ستايرين (ABS) بخصائص كهربائية ممتازة، ومقاومة للبرد، ومقاومة للزيت، وثبات كيميائي، وخصائص تأثير، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات الميكانيكا الكهربائية والأجهزة المنزلية والنقل.ومع ذلك، فإن مؤشر الأكسجين لـ ABS يبلغ 18% فقط، ويمكن أن يستمر في الاحتراق بعد الحريق، مما يحد من منتجاته في العديد من مجالات التطبيق.من أجل تحقيق تصنيف مثبطات اللهب لـ ABS إلى UL94 V-0، تكون كمية مثبطات اللهب المضافة كبيرة بشكل عام.يتم تقليل الخواص الميكانيكية للمادة، وتكون التكلفة أعلى.
يتمتع كوبوليمر أكريلونتريل-بوتادين-ستايرين (ABS) بخصائص كهربائية ممتازة، ومقاومة للبرد، ومقاومة للزيت، وثبات كيميائي، وخصائص تأثير، ويستخدم على نطاق واسع في مجالات الميكانيكا الكهربائية والأجهزة المنزلية والنقل.ومع ذلك، فإن مؤشر الأكسجين لـ ABS يبلغ 18% فقط، ويمكن أن يستمر في الاحتراق بعد الحريق، مما يحد من منتجاته في العديد من مجالات التطبيق.من أجل تحقيق تصنيف مثبطات اللهب لـ ABS إلى UL94 V-0، تكون كمية مثبطات اللهب المضافة كبيرة بشكل عام.يتم تقليل الخواص الميكانيكية للمادة، وتكون التكلفة أعلى.
يتمتع بولي تترافلوروإيثيلين (PTFE) بتأثير جيد ضد السقوط وقد تم استخدامه على نطاق واسع في مثبطات اللهب PC/ABS وغيرها من المواد، ولكن هناك القليل من التقارير البحثية حول PTFE في ABS مثبطات اللهب.مثبطات اللهب ABS الشائعة في الصناعة، أثناء تقديم PTFE، ناقشت تأثير PTFE على أداء مثبطات اللهب ABS.
1. الجزء التجريبي
1.1.المواد الخام الرئيسية
ABS، تريازين مبروم، ثالث أكسيد الأنتيمون، PTFE، مضادات الأكسدة، مواد التشحيم، إلخ.
1.2.المعدات الرئيسية
آلة البثق ذات اللولب المزدوج: نوع SHJ-35؛آلة التشكيل بالحقن: نوع T80؛آلة الاختبار العالمية الإلكترونية التي يتم التحكم فيها بواسطة الكمبيوتر: نوع CM6104؛أداة قياس درجة حرارة التشوه الحراري: 303؛محلل قياس الوزن الحراري (TG): نوع 209C.جهاز اختبار تأثير البندول: موديل ZBC-25B؛أداة معدل تدفق الذوبان (MFR): MPXRZ-40A؛جهاز اختبار الاحتراق الأفقي والرأسي: موديل HVR-2.
1.3.إعداد عينة
يجفف ABS عند 80 درجة مئوية لمدة 3 إلى 5 ساعات، ثم يخلط ABS، والتريازين المبروم، وثالث أكسيد الأنتيمون، وPTFE، وغيرها من الإضافات بشكل موحد، ويذوب ويمزج من خلال جهاز بثق مزدوج اللولب للبثق والتحبيب.درجة حرارة البثق هي 215-225 درجة مئوية، سرعة اللولب هي 360 دورة/دقيقة؛ثم يتم نفخها وتجفيفها عند 80 درجة مئوية لمدة ساعتين، ثم يتم حقنها في العينة القياسية، ودرجة حرارة الحقن هي 200 ~ 210 درجة مئوية.
1.4.تجربة أداء
أداء الاحتراق: تم اختباره وفقًا لـ UL94؛أداء الشد: تم اختباره وفقًا لمعيار GB/T 1040-1992؛قوة الانحناء: تم اختبارها وفقًا لمعيار GB/T 9341-2000؛قوة تأثير الحز الكابولي: تم اختبارها وفقًا لمعيار GB/T 1843-1996؛MFR: وفقًا لاختبار GB/T 3682-==2000، ودرجة الحرارة 220 درجة مئوية، والحمل 220 كجم؛درجة حرارة التشوه الحراري: اختبار وفقًا لمعيار GB/T 16341-2004؛تحليل TG: معدل التسخين 10. درجة مئوية/دقيقة.نطاق درجة الحرارة هو 30 ~ 700 درجة مئوية، تحت جو النيتروجين.
2. النتائج والمناقشة
2.1.العينة التي لا تحتوي على مثبطات اللهب تحترق تمامًا بعد الإشعال الأول، ويكون تأثير مثبطات اللهب ضعيفًا.عند إضافة كمية معينة من مثبطات اللهب تريازين المبرومة وثالث أكسيد الأنتيمون، يتم تحسين تأثير مثبطات اللهب بشكل واضح، ويصل مستوى مثبطات اللهب إلى مستوى UL94V-2، ولكن وقت الاحتراق أطول، ولا يزال تأثير مثبطات اللهب غير موجود. مثالي.تؤدي إضافة PTFE إلى تقليل وقت حرق المادة بشكل كبير.عند إضافة 0.2% PTFE، يتم زيادة مستوى مثبطات اللهب للمادة من V-2 إلى V-0.وذلك لأن PTFE لديه نقطة انصهار عالية (323 درجة مئوية)، ولا يذوب عند درجة حرارة معالجة المواد، ولكن من السهل أن يرجفان لتشكيل شبكة ألياف تحت قوة قص المزج، مما يقلل من انتشار اللهب.
2.2.بعد إضافة مثبطات اللهب، تنخفض قوة التأثير المحززة للمادة بشكل حاد، بينما تتغير الخواص الميكانيكية الأخرى قليلاً.في المقابل، عندما تتم إضافة مثبطات اللهب وPTFE في نفس الوقت، يتم تحسين صلابة المادة قليلاً مقارنة باستخدام مثبطات اللهب وحدها، ومع زيادة كمية PTFE، تزداد أيضًا قوة التأثير المحززة للمادة، والتي قد يكون هيكل شبكة الألياف التي تشكلها PTFE في المادة يلعب دورًا معززًا إلى حد ما.
2.3.مع زيادة كمية PTFE، ينخفض معدل الترشيح الكهرومغناطيسي للمادة تدريجيًا.عندما تكون كمية PTFE المضافة 0.3%، فإن MFR لمثبط اللهب ABS ينخفض من 23.1 جم/10 دقيقة إلى 14.5 جم/10 دقيقة، مما يشير إلى تأثير PTFE على خصائص تدفق المادة.ويرجع السبب الأكبر بشكل رئيسي إلى وجود مادة مكونة للألياف PTFE، والتي تعيق تدفق جزيئات ABS.نظرًا للهيكل الخاص الذي يشكله PTFE أثناء المعالجة، فإن شرائح المواد تبدو منتفخة عند مخرج شريط المواد، مما يؤدي إلى شرائح مواد أكثر سمكًا وتكوير أبطأ.إن قذف المواد بدون PTFE أمر طبيعي أكثر.
2.4.تحليل TG وDTG للمواد
هناك ذروة واحدة فقط لفقد الوزن الحراري في عملية فقدان الوزن الحراري لـ ABS النقي، وتظهر ذروتان لفقد الوزن الحراري في عملية فقدان الوزن الحراري لـ ABS مثبطات اللهب.الذروة الأولى ناتجة عن تحلل مثبطات اللهب، والذروة الثانية ناتجة عن تحلل ABS.مع إضافة PTFE، تكون درجة حرارة ذروة فقدان الوزن الحراري (427 درجة مئوية) لـ ABS أعلى بمقدار 1.8 درجة مئوية من ABS النقي (428.8 درجة مئوية)، ولكن ذروة معدل فقدان الوزن الحراري التفاضلي (معدل فقدان الحرارة الشامل) ( 11.7%/دقيقة) هو فقط ذروة معدل فقدان الوزن الحراري التفاضلي لـ ABS النقي (18.8%/دقيقة) هو 62.2%، وهو أقل بنسبة 7.9% من ذروة معدل فقدان الوزن الحراري التفاضلي (12.7%/دقيقة) للعينة 28 بدون تمت إضافة PTFE.يمكن أن تؤدي إضافة PTFE إلى تحسين أداء مثبطات اللهب للمادة.
يعتبر البروموتريازين وثالث أكسيد الأنتيمون من مثبطات اللهب الهالوجينية والأنتيمون النموذجية، والتي لا تغير تفاعل مثبطات اللهب في الطور الغازي فحسب، بل تغير أيضًا تفاعل التحلل الحراري للطور المكثف.معدل الكربون المتبقي لـ ABS النقي عند 700 درجة مئوية هو 1.2%، ويتم إضافة ABS مثبط اللهب مع التريازين المبروم وثالث أكسيد الأنتيمون.معدل الكربون المتبقي عند 700 درجة مئوية هو 3.5%.يساعد تكوين طبقة الكربون أيضًا على زيادة مقاومة المادة.قابلية الاشتعال.وفي الوقت نفسه، كان معدل الكربون المتبقي عند 700 درجة مئوية مع إضافة PTFE 3.6%، مما يشير إلى أن PTFE فشل في تعزيز تكوين الكربون.قد تؤدي إضافة PTFE إلى تعزيز بنية طبقة الكربون الأكثر كثافة وعزل أفضل وحواجز الأكسجين، وبالتالي عند استخدامها مع مثبطات اللهب الهالوجين والأنتيمون، يكون تأثير مثبطات اللهب أكثر ممتازة.
3 - الخلاصة
3.1.يمكن أن تؤدي إضافة PTFE إلى تقليل معدل فقدان الوزن الحراري الأقصى لمثبطات اللهب ABS، مما يقلل بشكل كبير من وقت حرق المادة، ويحسن درجة مثبطات اللهب للمادة.
3.2.إضافة PTFE له تأثير ضئيل على الخواص الميكانيكية لمثبطات اللهب ABS، وإلى حد ما يحسن صلابة المادة.
3.3.PTFE له تأثير كبير على أداء معالجة مواد ABS المثبطة للهب، ويجب تعديل الجرعة وفقًا للاحتياجات أثناء الاستخدام.
وقت النشر: 11 يونيو 2020