Effet du PTFE sur les performances de l'ABS ignifuge

Le copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) possède d'excellentes propriétés électriques, une résistance au froid, une résistance à l'huile, une stabilité chimique et des propriétés d'impact, et est largement utilisé dans les domaines de l'électromécanique, des appareils électroménagers et des transports.Cependant, l'indice d'oxygène de l'ABS n'est que de 18 % et il peut continuer à brûler après l'incendie, ce qui limite ses produits dans de nombreux domaines d'application.Afin d'obtenir l'indice ignifuge de l'ABS selon UL94 V-0, la quantité d'ignifuge ajoutée est généralement importante.Les propriétés mécaniques du matériau sont réduites et le coût est plus élevé.

Le copolymère acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) possède d'excellentes propriétés électriques, une résistance au froid, une résistance à l'huile, une stabilité chimique et des propriétés d'impact, et est largement utilisé dans les domaines de l'électromécanique, des appareils électroménagers et des transports.Cependant, l'indice d'oxygène de l'ABS n'est que de 18 % et il peut continuer à brûler après l'incendie, ce qui limite ses produits dans de nombreux domaines d'application.Afin d'obtenir l'indice ignifuge de l'ABS selon UL94 V-0, la quantité d'ignifuge ajoutée est généralement importante.Les propriétés mécaniques du matériau sont réduites et le coût est plus élevé.

Le polytétrafluoroéthylène (PTFE) a un bon effet anti-chute et a été largement utilisé dans les PC/ABS ignifuges et d'autres matériaux, mais il existe peu de rapports de recherche sur le PTFE dans l'ABS ignifuge.Le retardateur de flamme ABS courant dans l'industrie, tout en introduisant le PTFE, a discuté de l'effet du PTFE sur les performances de l'ABS ignifuge.

1. Partie expérimentale

1.1.Principales matières premières

ABS, triazine bromée, trioxyde d'antimoine, PTFE, antioxydants, lubrifiants, etc.

1.2.Équipement principal

Extrudeuse à double vis : type SHJ-35 ;machine de moulage par injection : type T80 ;Machine d'essai universelle électronique contrôlée par ordinateur : type CM6104 ;instrument de mesure de la température de déformation thermique : 303 ;analyseur thermogravimétrique (TG) : type 209C.Testeur d'impact pendulaire : modèle ZBC-25B ;Instrument de débit de fusion (MFR) : MPXRZ-40A ;Testeur de combustion horizontale et verticale : Modèle HVR-2.

1.3.La préparation des échantillons

Sécher l'ABS à 80 ℃ pendant 3 à 5 heures, puis mélanger uniformément l'ABS, la triazine bromée, le trioxyde d'antimoine, le PTFE et d'autres additifs, faire fondre et mélanger dans une extrudeuse à double vis pour l'extrusion et la granulation.La température d'extrusion est de 215 à 225 ℃, la vitesse de la vis est de 360 ​​tr/min ;puis il est soufflé et séché à 80 ℃ pendant 2 heures, puis injecté dans l'échantillon standard, la température d'injection est de 200 ～ 210 ℃.

1.4.Test de performance

Performances de combustion : testées selon UL94 ;performances de traction : testées selon GB/T 1040-1992 ;résistance à la flexion : testée selon GB/T 9341-2000 ;résistance aux chocs de l'encoche en porte-à-faux : testée selon GB/T 1843-1996 ;MFR : selon le test GB/T 3682-==2000, température 220 ℃, charge 220 kg ;température de déformation thermique : test selon GB/T 16341-2004 ;Analyse TG : vitesse de chauffe 10, C/min,.La plage de température est de 30 à 700 ℃, sous atmosphère d'azote.

2. Résultats et discussion

2.1.L'échantillon sans ignifuge brûle complètement après le premier allumage et l'effet ignifuge est médiocre.Lorsqu'une certaine quantité de triazine bromée et de trioxyde d'antimoine ignifuge est ajoutée, l'effet ignifuge est évidemment amélioré et le niveau ignifuge atteint le niveau UL94V-2, mais le temps de combustion est plus long et l'effet ignifuge n'est toujours pas idéal.L'ajout de PTFE réduit considérablement le temps de combustion du matériau.Lorsque 0,2 % de PTFE est ajouté, le niveau ignifuge du matériau passe de V-2 à V-0.En effet, le PTFE a un point de fusion élevé (323 °C) et ne fond pas à la température de traitement du matériau, mais il est facile de fibriller pour former un réseau de fibres sous la force de cisaillement de mélange, ce qui réduit la propagation de la flamme.

2.2.Après l'ajout du retardateur de flamme, la résistance aux chocs du matériau diminue fortement, tandis que les autres propriétés mécaniques changent peu.En revanche, lorsque des retardateurs de flamme et du PTFE sont ajoutés en même temps, la ténacité du matériau est légèrement améliorée par rapport à l'utilisation de retardateurs de flamme seuls, et à mesure que la quantité de PTFE augmente, la résistance aux chocs entaillés du matériau augmente également. qui peut être La structure du réseau de fibres formée par le PTFE dans le matériau joue dans une certaine mesure un rôle de renforcement.

2.3.À mesure que la quantité de PTFE augmente, le MFR du matériau diminue progressivement.Lorsque la quantité de PTFE ajoutée est de 0,3 %, le MFR de l'ABS ignifuge diminue de 23,1 g/10 min à 14,5 g/10 min, indiquant l'effet du PTFE sur les propriétés d'écoulement du matériau.Le plus grand est principalement dû à l’existence d’un matériau fibreux PTFE, qui gêne la circulation des molécules ABS.En raison de la structure spéciale formée par le PTFE pendant le traitement, les bandes de matériau semblent gonfler à la sortie de la bande de matériau, ce qui entraîne des bandes de matériau plus épaisses et une granulation plus lente.L'extrusion de matériaux sans PTFE est plus normale.

2.4.Analyse TG et DTG des matériaux

Il n'y a qu'un seul pic de perte de poids thermique dans le processus de perte de poids thermique de l'ABS pur, et deux pics de perte de poids thermique apparaissent dans le processus de perte de poids thermique de l'ABS ignifuge.Le premier pic est provoqué par la décomposition du retardateur de flamme et le deuxième pic est provoqué par la décomposition de l'ABS.Avec l'ajout de PTFE, la température maximale de perte de poids thermique (427 °C) de l'ABS est 1,8 °C supérieure à celle de l'ABS pur (428,8 °C), mais le taux de perte de poids thermique différentiel maximal (taux de perte de chaleur massique) ( 11,7 %/min) est seulement le taux de perte de poids thermique différentiel maximal (18,8 %/min) de l'ABS pur est de 62,2 %, ce qui est 7,9 % inférieur au taux de perte de poids thermique différentiel maximal (12,7 %/min) de l'échantillon 28 sans PTFE ajouté.L'ajout de PTFE peut améliorer les performances ignifuges du matériau.

La bromotriazine et le trioxyde d'antimoine sont des retardateurs de flamme halogène-antimoine typiques, qui modifient non seulement la réaction ignifuge en phase gazeuse, mais modifient également la réaction de dégradation thermique de la phase condensée.Le taux de carbone résiduel de l'ABS pur à 700 ℃ est de 1,2 %, et l'ABS ignifuge avec de la triazine bromée et du trioxyde d'antimoine est ajouté.Le taux de carbone résiduel à 700℃ est de 3,5 %.La formation de la couche de carbone contribue également à augmenter la résistance du matériau.Allumage.Dans le même temps, le taux de carbone résiduel à 700°C avec du PTFE ajouté était de 3,6 %, indiquant que le PTFE n'a pas réussi à favoriser la formation de carbone.L'ajout de PTFE peut favoriser une structure de couche de carbone plus dense et une meilleure isolation et barrières à l'oxygène. Ainsi, utilisé avec un ignifuge halogène-antimoine, l'effet ignifuge est plus excellent.

3. Conclusion

3.1.L'ajout de PTFE peut réduire davantage le taux de perte de poids thermique maximal de l'ABS ignifuge, réduire considérablement le temps de combustion du matériau et améliorer la qualité ignifuge du matériau.

3.2.L'ajout de PTFE a peu d'effet sur les propriétés mécaniques de l'ABS ignifuge et améliore dans une certaine mesure la ténacité du matériau.

3.3.Le PTFE a un effet significatif sur les performances de traitement des matériaux ABS ignifuges, et le dosage doit être ajusté en fonction des besoins lors de l'utilisation.