聚苯乙烯的阻燃改性及其性能研究.pdf

1、聚苯乙烯（PS）是人們生活中用量最多的塑料之一，由單體苯乙烯（SM）經(jīng)聚合反應(yīng)而得。是一種無(wú)色透明、相對(duì)密度較低、加工性能較好、抗腐蝕性好、能自由著色、電性能優(yōu)異的熱塑性塑料，因此成為建筑材料、包裝材料、電器材料等領(lǐng)域所必不可少的物質(zhì)。但是，優(yōu)點(diǎn)突出的同時(shí)也存在缺陷，尤其不可忽視的就是PS極易燃燒的特性，在燃燒過(guò)程中不僅會(huì)有大量煙霧的產(chǎn)生而且還會(huì)有熔融滴落現(xiàn)象，形成火災(zāi)對(duì)環(huán)境造成影響的同時(shí)也給人們帶來(lái)物質(zhì)精神上的傷害。因此，人們所做的就

2、是尋求一種合適的阻燃劑以提高PS的阻燃性能，然而高效阻燃、低煙少毒、無(wú)鹵環(huán)保是研究阻燃的一個(gè)必然趨勢(shì)。
　　可膨脹石墨（EG）是經(jīng)過(guò)濃硫酸浸漬的天然鱗片層狀化合物，有著耐高溫、阻燃性能良好并經(jīng)得起酸堿腐蝕、抗彎等優(yōu)異性能。當(dāng)EG受熱，體積迅速膨脹至原來(lái)的幾十甚至幾百倍，而且本身不含鹵素，受熱時(shí)也不會(huì)有腐蝕性或有毒氣體產(chǎn)生，因此可用作環(huán)保阻燃劑。聚磷酸銨（APP）的使用量較多，因其同時(shí)帶有P和N兩種元素。其相對(duì)密度小、化學(xué)穩(wěn)定性高、

3、毒性低、分散性好。當(dāng)APP受熱，會(huì)有氨氣、水蒸氣等氣體的放出起到氣相阻燃作用，同時(shí)產(chǎn)生的聚磷酸等物質(zhì)在凝聚相起一定作用。
　　本實(shí)驗(yàn)以PS為基材，EG與APP為復(fù)配協(xié)效劑，并加入了合適的添加劑，采用共混法改性，旨在合成一種成型便捷、高效阻燃、無(wú)鹵環(huán)保的阻燃材料。實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了材料配比，探索其制備條件以及對(duì)PS各種性能的作用。運(yùn)用極限氧指數(shù)（LOI）、水平垂直燃燒（UL-94）等方法對(duì)其燃燒性能進(jìn)行檢測(cè)；電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)、懸臂梁沖擊試驗(yàn)機(jī)

4、等儀器對(duì)其力學(xué)性能進(jìn)行研究；熱重分析（TG）、掃描電鏡（SEM）分析對(duì)其殘?zhí)苛恳约氨砻嫘蚊策M(jìn)行表征。
　　研究表明：阻燃劑的加入，會(huì)使得體系的阻燃性能變好；當(dāng)阻燃劑的加入份數(shù)為30份且EG/APP值等于3/1時(shí)，其協(xié)同效應(yīng)最為顯著，此時(shí)氧指數(shù)值達(dá)到31.8％，UL-94為V-0級(jí)別且沒(méi)有融滴現(xiàn)象；雖然添加阻燃劑會(huì)降低PS復(fù)合材料機(jī)械性能，然而在該配方下達(dá)到最好；在800℃下的殘?zhí)柯蕿?3.53%；由于EG與APP之間的物理協(xié)效作用