无卤阻燃ABS树脂的制备与性能研究

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ABS树脂属于易燃高分子材料,其极限氧指数在18%左右。近年来将TPP及其衍生物作为ABS树脂阻燃剂的研究引起了较大关注。本论文主要对APP与TPP两种阻燃剂进行研究,寻找合适的协效阻燃剂与最佳配比,提升材料的阻燃性能与力学性能等。主要内容如下:1.在ABS中引入GMA基团后(eABS)与TPP复配,拉伸测试发现ABS树脂的环氧化对阻燃材料的弹性模量、拉伸强度没有不利影响,材料的力学性能还有所改善。TPP含量相同时,eABS/TPP阻燃体系比ABS/TPP体系具有更高的阻燃效率,当TPP含量为20wt%时,eABS/TPP树脂的燃烧速度为8.6mm/min,质量损失速率为10%/min,氧指数为28%;ABS树脂的燃烧速度为24mm/min,质量损失速率为28%/min,氧指数为22%。对其进行燃烧测试发现,在相同TPP含量时,eABS/TPP阻燃体系的热分解温度,最大失重速率温度要高于普通ABS树脂,材料的热稳定性提高。2.环氧化后ABS(eABS)与APP复配,同未复配时作对比,拉伸测试发现在ABS树脂中引入甲基丙烯酸环氧丙酯并没有对ABS树脂的弹性模量,屈服强度产生不良影响,并且环氧化ABS的力学性能还有所提升。在APP加入份数相同时,‘ABS/APP体系的分解温度,最大失重速率温度等都有较高提升,环氧化对材料的稳定性有提高。APP含量相同时,eABS/APP体系比ABS/APP体系有更高的阻燃效率,当APP加入为20wt%时,eABS/APP体系的燃烧速度为9mm/min质量损失速率为10%/min,氧指数为31%,并且APP含量添加达到10%时,该体系即可自行熄灭。ABS/APP体系的燃烧速度为6mm/min质量损失速率为13%/min,氧指数为28%,并且APP含量添加达到20%时,该体系才可自行熄灭。3.对于ABS/MMA-Co-GMA/PBT/APP体系,弹性模量与屈服强度受PBT影响较大,虽然APP的加入也一定影响了该体系的拉伸性能,但是与PBT相比,不是主要影响因素,当APP含量为20%时,该体系的弹性模量与屈服强度分别为938MPa与38MPa:通过燃烧速率实验发现,当APP含量为20%时,ABS/MMA-Co-GMA/PBT/APP体系的燃烧速率为7mm/min,质量损失速率为6%/min;极限氧指数为35;通过热失重分析,在600℃时,ABS/MMA-Co-GMA/PBT/APP体系的剩余质量随着APP的增加而增加,当加入20份APP时,体系的剩余质量为17.8%。
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