深度研究阻燃ABS

　　     方春塑料知識小百科和你一起探討阻燃ABS的研究所得！ABS屬於易燃材料，但讓ABS起到阻燃效果的方法卻有不少，但遺憾的是單純用某種辦法來進行的話，雖然達到目的，但同時卻存在不少其它的確定，例如會影響到ABS的其它性能！那究竟有什麼完美的處理方案呢？接下來帶著這個疑問，我們一下來看下文。

     ABS樹脂是由丙烯腈
、丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物

，所以能表現三種組份之間的協同性能。但是ABS屬於易燃材料，這在一定程度上限製了它的應用。因此阻燃ABS的研究也就具有了相當重要的意義。

     ABS樹脂是由丙烯腈、丁二烯和苯乙烯組成的三元共聚物，三種聚合物協同作用，所以具有表麵硬度高、堅韌
、耐低溫衝擊性好
、耐蠕變性好、尺寸穩定性好
、成型收縮率小等優異性能
，但其氧指數僅18.3 3～20 (< 21 )，屬於易燃材料
，這已成為ABS樹脂進一步推廣應用和發展的一大障礙。在ABS消費結構中主要是家用電器 、機械配件 、辦公用品和用具等。如電視機、電冰箱
、洗衣機、電風扇、空調、計算機
、複印機
、電話
、吸塵器等
，此外還有汽車、摩托車和管道等。上述用途中ABS主要做內外殼體、支撐和各種零配件，同時ABS在通訊器材、商品器材、文教娛樂用品及建材的需求前景也十分看好。隨著科技進步和生活質量的提高，人們安全意識越來越強
，國內外對汽車、建築
、家用電器、辦公用品等方麵使用的塑料材料提出了嚴格的防火阻燃要求
，製定了相應的技術標準與規範。為此，研究和開發ABS阻燃新技術已顯得十分重要。

     目前ABS樹脂的阻燃研究主要采用的方法有以下幾種：

     ● 在合成中添加反應型阻燃劑作為第四單體進行聚合，其缺點是工藝複雜，成本高且不易控製。

     ● 加入具有阻燃性且與ABS有一定相容性的聚合物，如PVC

、CPE等。

     ● tianjiazuranji。tianjiadezuranjifenweiwujiheyoujiliangdalei，qizhonghanluyoujileidezuranjizuranxiaoguohao，dancunzairanshaoshifaheiyanhenaihouxingchadequedian。wujidezuranjizhuyaoshiqingyanghualv、氫氧化鎂等，這類阻燃劑隻有大量添加才能達到一定的阻燃效果，但會使ABS的力學性能和加工性能惡化。

     ● 複合方法。即將上述第2
、3種方法結合起來
，對ABS的阻燃性能、力學性能、消煙性能進行綜合的研究，從而得到較為理想的阻燃ABS合金材料。

     ABS的“阻燃添加劑”

     對ABS塑料具有較好阻燃作用的主要有磷係
、鹵係有機物及某些無機化合物，其中無機阻燃劑在ABS中添加量需要達到 40%以上才有較明顯的效果

，同時由於其添加量大，因此會嚴重損害ABS的物理力學性能。而磷係阻燃劑品種、數量較少，且多數又為液體和低熔點化合物，不適用於ABS的造粒加工工藝。因此，當前對於ABS的阻燃體係主要采用鹵係阻燃劑，其中阻燃效果最好的為含溴有機化合物，如十溴聯苯醚 (DBDPO)、四溴雙酚A等。

     聚氯乙烯和CPE由於其與ABS良好的相容性和高含氯量
，因而既是ABS的一種高效阻燃劑，又可作為ABS的共混改性組份。用它還可以降低小分子阻燃劑對ABS的力學損失
，但在使用過程中應充分考慮到其熱穩定性差的缺點。研究表明，十溴聯苯醚和Sb2O3共同使用具有協同效應。當DBDPO/Sb2O3為 2∶ 1時，阻燃效率最好
，氧指數最高。其阻燃機理為：鹵素阻燃劑分解產生的鹵化氫氣體是不燃性氣體，有稀釋作用，且鹵化氫能夠抑製高聚物燃燒的連鎖反應，同時加入輔助阻燃劑Sb2O3與HBr反應得SbBr3相對密度很大，覆蓋於聚合物表麵。另外，生成的SbBr3 在高溫下分解
，產生固體小顆粒分散於氣相中，起到隔絕空氣和熱的作用。

     提高阻燃ABS衝擊性能

    大部分阻燃劑的加入肯定會對ABS的力學性能帶來影響
，尤其是衝擊強度會有所下降。為提高阻燃ABS的衝擊強度
，主要采用以下幾種方法：

     ● 添加與ABS相容性好的樹脂。大量的研究表明
，PVC、CPE在提高ABS的阻燃效果的同時都能改善它的衝擊性能，而SBS等橡膠也能提高阻燃ABS的衝擊強度

，但會不同程度降低體係的阻燃性，需補充一定的阻燃劑用量以保持阻燃效果。ABS中添加 PC可明顯提高阻燃性能，從而達到減少阻燃劑的添加量的目的

，減少由於阻燃劑的加入而對衝擊強度帶來的影響。

     ● 對阻燃劑的表麵進行偶聯處理。這一點尤其在大量使用無機阻燃劑如A1(OH)３、Mg（OH）2時尤為重要。經鈦酸酯偶聯劑表麵處理過的Mg（OH）2，因與ABS樹脂的相容性有所改善，衝擊強度略有增加，同時有利於阻燃效果的提高。

    ● 使用粒徑更小的無機阻燃劑，對衝擊性能的損失會更小。

    ● 不同的溴類阻燃劑對ABS的力學性能的影響也不同

    ABS的低煙化研究

    在阻燃ABS的de研yan究jiu中zhong，采cai用yong溴xiu類lei的de阻zu燃ran劑ji雖sui然ran添tian加jia量liang少shao，阻zu燃ran效xiao果guo好hao，但dan在zai燃ran燒shao時shi冒mao黑hei煙yan，且qie有you許xu多duo黑hei色se的de揚yang灰hui
，對dui環huan境jing帶dai來lai嚴yan重zhong的de汙wu染ran。因yin此ci在zai使shi用yong溴xiu類lei阻zu燃ran體ti係xi時shi
，最zui好hao同tong時shi加jia入ru抑yi煙yan劑ji
，A1（OH） 3
、Mg（OH）2和MoO3等。研究表明
，阻燃體係中引入ATH以後，不僅提高了體係的阻燃效果
，同時有效地抑製了體係燃燒時產生的大量煙霧。這一結果是由於三水合氫氧化鋁含有 34．6 %的鍵合水，受熱後會釋放出大量水蒸氣，起到了降溫作用。且每克ATH要吸收1.97KJ熱量
，同時在燃源和基材間形成不燃屏障，起到了阻燃的作用。另外A1（OH）3有(you)較(jiao)大(da)的(de)表(biao)麵(mian)積(ji)，能(neng)吸(xi)附(fu)煙(yan)核(he)和(he)煙(yan)顆(ke)粒(li)
，起(qi)到(dao)消(xiao)煙(yan)作(zuo)用(yong)。三(san)氧(yang)化(hua)鉬(mu)亦(yi)有(you)阻(zu)燃(ran)和(he)抑(yi)煙(yan)的(de)雙(shuang)重(zhong)作(zuo)用(yong)

，它(ta)與(yu)三(san)水(shui)合(he)氫(qing)氧(yang)化(hua)鋁(lv)和(he)氧(yang)化(hua)銻(ti)都(dou)顯(xian)示(shi)出(chu)了(le)一(yi)定(ding)的(de)協(xie)同(tong)效(xiao)果(guo)。

    阻燃ABS的耐候性

   ABS分子鏈中由於存在不穩定的雙鍵，易熱氧老化和光老化，而一些鹵素阻燃劑的光穩定性較差
，使得阻燃ABS的耐侯性不好，顏色穩定性差
，限製了ABS在戶外的應用。因此，對於ABS耐侯性的研究主要集中在三個方麵。

     首先，使用耐侯性

、穩wen定ding性xing好hao的de阻zu燃ran劑ji
，這zhe方fang麵mian無wu機ji阻zu燃ran劑ji就jiu有you它ta的de優you點dian。而er不bu同tong溴xiu類lei阻zu燃ran劑ji的de耐nai侯hou性xing是shi有you差cha異yi的de，十shi溴xiu聯lian苯ben醚mi是shi目mu前qian我wo國guo用yong量liang最zui大da的de阻zu燃ran劑ji之zhi一yi，但dan由you於yu分fen子zi結jie構gou中zhong存cun在zai醚mi鍵jian
，鍵jian間jian的de結jie合he力li較jiao差cha，所suo需xu的de能neng級ji躍yue遷qian的de能neng量liang低di，易yi吸xi收shou紫zi外wai光guang能neng量liang而er產chan生sheng活huo性xing自zi由you基ji，既ji影ying響xiang阻zu燃ran劑ji本ben身shen的de紫zi外wai光guang穩wen定ding性xing，又you會hui引yin發faABS分子鏈自由基的降解。四溴雙酚A在ABSzhongdenaiziwaiguanglaohuaxingnengjiuyaoyouyushixiulianbenmi，zheshiyinweishixiulianbenmidelianggebenhuanzhijianshiyouyangyuanzilianjie

，yangshangdeguduidianziyuqiliangbiandebenhuanshangdedianziyunchanshenggongexiaoying，congerkeshilianbenmiziyoujiwendingcunzai，daozhigengduodexiuziyoujichanshengyinfaABS的降解。而四溴雙酚A兩個苯環之間是由碳原子連接，沒有共軛效應，使自由基引發ABS的降解能力降低。

     其次

，紫外吸收劑
、熱穩定劑和光穩定劑複合使用。在TBBPA/Sb2O3複配阻燃的ABS共混物中單獨添加苯並三唑類紫外光吸收劑或受阻胺光穩定劑都能使共混物在300h氙燈照射後的ΔE減小

，同時共混物力學性能的下降幅度也有所減緩。苯並三唑類紫外光吸收劑是一種具有共軛大π鍵分子結構的化合物，當氙燈照射到測試樣品表麵時，分散在共混物中的苯並三唑類化合物能夠吸收300～380nm波長的紫外光並導致苯環中的電子向高能級躍遷。由於其存在共軛大π鍵
，能保持化合物的穩定性
，因而減弱了紫外光對ABS的(de)降(jiang)解(jie)作(zuo)用(yong)。受(shou)阻(zu)胺(an)光(guang)穩(wen)定(ding)劑(ji)則(ze)是(shi)一(yi)種(zhong)含(han)有(you)氮(dan)雜(za)環(huan)的(de)化(hua)合(he)物(wu)。由(you)於(yu)這(zhe)種(zhong)化(hua)合(he)物(wu)的(de)分(fen)子(zi)結(jie)構(gou)中(zhong)存(cun)在(zai)大(da)量(liang)空(kong)穴(xue)，能(neng)夠(gou)吸(xi)收(shou)自(zi)由(you)電(dian)子(zi)
，因(yin)此(ci)，當(dang)共(gong)混(hun)物(wu)受(shou)氙(xian)燈(deng)照(zhao)射(she)並(bing)產(chan)生(sheng)溴(xiu)自(zi)由(you)基(ji)
，受(shou)阻(zu)胺(an)光(guang)穩(wen)定(ding)劑(ji)可(ke)以(yi)捕(bu)捉(zhuo)一(yi)部(bu)份(fen)溴(xiu)自(zi)由(you)基(ji)，減(jian)弱(ruo)紫(zi)外(wai)光(guang)對(dui)ABS的降解程度。但大部分受阻胺類的光穩定劑顯弱堿性，而大多數鹵素阻燃劑屬於酸性，二者的複合使用降低了這類光穩定劑的效果。

     第三，TiO2 紫外線屏蔽劑能提高ABS耐候性能。金紅石晶態的TiO2 是一種白色顏料，其粒子直徑為 200～ 300nm，正好是可見光波長的一半，因此添加到聚合物中能夠對日光起到折射作用。大量TiO2 粒子產生的折射光會發生漫射，從而使聚合物變成白色。TiO2 lijingyouqiahaoyuriguangzhongdeziwaiguangbochangxiangdang，nenggouduiziwaixianchanshengfanshehezugezuoyong。tongshinenggouyuqihuaxuezuoyongdebenbingsanzuoleiziwaiguangxishoujiheshouzuanguangwendingjichanshengxietongxiaoying
，shiABS具有優異的耐候性能，且在長期使用過程中的力學性能不出現下降。    

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