自熄性高抗沖聚苯乙烯基復合材料研究.pdf

1、高抗沖聚苯乙烯(HIPS)是最重要的通用塑料之一，因具有卓越的電絕緣性能、成型加工性能、良好的耐化學腐蝕性能和抗沖擊性能等優(yōu)點而得到廣泛應用。其主要缺點是在空氣中遇火容易燃燒，發(fā)煙量大，存在很大的火災隱患，因此對其進行阻燃、抑煙處理以提高應用的安全性至關重要。
　　本論文制備多種阻燃 HIPS基復合材料，采用多種方法研究了材料的燃燒性能和阻燃機理，主要研究內(nèi)容如下：
　　1.以高抗沖聚苯乙烯(HIPS)/溴代聚苯乙烯(BPS

2、)共混體系為基礎，三氧化二銻(AO)、硼酸鋅(ZB)和有機蒙脫土(OMMT)為阻燃助劑，采用熔融復合方法制備了 HIPS/BPS/OMMT、HIPS/BPS/AO、HIPS/BPS/ZB、HIPS/BPS/AO/ZB以及 HIPS/BPS/ZB/OMMT復合材料，利用氧指數(shù)實驗(OI)、水平和垂直燃燒實驗、錐形量熱分析(Cone)、高溫熱分解實驗等方法對復合材料的阻燃性能和阻燃機理進行了研究。結果表明：BPS本身對 HIPS有一定阻燃作

3、用，但阻燃效率較低。加入20質量份(phr)以上BPS時可以使HIPS/BPS共混物在空氣中點燃后自熄且水平燃燒性能達到FH-1級，但單獨使用BPS無法使共混物的垂直燃燒性能達到任何級別。AO和ZB與BPS之間均有非常顯著的協(xié)同阻燃作用，同時加入 AO和ZB會進一步提高共混物的氧指數(shù)，但 ZB用量過多時共混物的垂直燃燒性能下降。在相同條件下，AO與 BPS之間的協(xié)同阻燃效率比 ZB與 BPS之間的協(xié)同阻燃效率更高。HIPS/BPS共混物

4、的阻燃機理為氣相阻燃，加入 AO和 ZB后，復合材料的阻燃機理仍以氣相阻燃為主，但隨著 ZB用量增加，凝聚相阻燃也開始起到一定作用。在 HIPS/BPS共混物中引入 OMMT生成納米復合材料后，體系的阻燃性能得到大幅度提高，能夠使垂直燃燒性能達到最高級別FV-0級，材料的阻燃機理由原來的氣相阻燃變?yōu)闅庀嗯c凝聚相協(xié)同阻燃。在HIPS/BPS共混物中同時加入ZB和OMMT后，也可以得到具有高阻燃性能的復合材料。
　　2.以高抗沖聚苯乙

5、烯(HIPS)/聚苯醚(PPO)共混物為基礎，引入微膠囊紅磷(MRP)阻燃劑，采用熔融復合法制備了 HIPS/PPO/MRP復合材料，并對體系的阻燃性能和阻燃機理進行了研究。結果表明：PPO和 MRP之間有很好的協(xié)同阻燃作用，二者共同使用時可以顯著降低阻燃劑的用量，得到具有優(yōu)良綜合性能的阻燃復合材料。
　　3.采用熔融共混法在 HIPS樹脂基體中同時引入微膠囊紅磷(MRP)和可膨脹石墨(EG)，制備了 HIPS/EG/MRP復合材