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納米級(jí)ABS樹脂阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-1-7 20:12:33 |
當(dāng)前，對(duì)ＡＢＳ阻燃而言，鹵素阻燃劑仍占主導(dǎo)地位，此類阻燃劑存在發(fā)煙量大，燃燒時(shí)釋放出鹵化氫氣體，進(jìn)而吸水形成具有強(qiáng)腐蝕性的氫鹵酸而造成二次公害。所以目前ＡＢＳ阻燃正趨向于無(wú)鹵化，對(duì)無(wú)鹵阻燃劑的研究成為世界各國(guó)的熱點(diǎn)之一，無(wú)鹵化已成為阻燃劑開發(fā)、應(yīng)用的主要趨勢(shì)。
近年來對(duì)納米級(jí)ABS樹脂阻燃劑的研究正悄然興起，其中有機(jī)硅粉和納米粘土（ｎ－ＭＭＴ）就屬于這類物質(zhì)。有機(jī)硅粉自身的熱釋放速率很低，且受外部熱流的影響很小，它們以極低的含量（一般２％以下）填充在聚合物中就可以顯著降低聚合物的熱釋放速率，并且燃燒時(shí)不產(chǎn)生煙霧。
納米粘土（ｎ－ＭＭＴ）具有優(yōu)良的阻燃效果，是因?yàn)橐环矫婕{米粘土的片層結(jié)構(gòu)本身具有優(yōu)異的阻燃和阻隔性能，另一方面由于聚合物分子鏈通過插層的方法進(jìn)入到粘土的片層間，分子鏈的運(yùn)動(dòng)受到粘土片層的限制，起到保護(hù)的作用，因此可以提高材料的阻燃和耐熱性能。
納米級(jí)ABS樹脂阻燃劑因表現(xiàn)出許多優(yōu)異的性能已引起了人們的極大的興趣。
插層復(fù)合法是制備高性能聚合物基納米復(fù)合材料的一種重要方法，也是當(dāng)前材料科學(xué)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)，它是將單體或聚合物插入到粘土片層間，破壞粘土的片層結(jié)構(gòu)，使其以厚度為１ｎｍ左右的片層分散于聚合物中，形成聚合物納米復(fù)合材料。聚合物與粘土達(dá)到分子水平的復(fù)合，大大增加了聚合物與蒙脫土的界面相互作用，從而使復(fù)合材料具有卓越的力學(xué)性能及阻燃性能。
聚合物／蒙脫土納米復(fù)合材料具有特殊的阻燃性能。１９９７年Ｊｅｆｆｅｒｙ等人利用錐形量熱計(jì)（ＡＳＴＭＥ１３５４，ＩＳＯ５６６０以及ＢＳ４７６１５標(biāo)準(zhǔn)）對(duì)尼龍６／粘土納米復(fù)合材料的阻燃性能進(jìn)行了對(duì)比研究，結(jié)果表明，尼龍６／蒙脫土納米復(fù)合材料具有特殊阻燃性能。
磷酸三苯酯阻燃劑tpp具有良好的透明性、柔軟性以及抗菌性，具有耐水、耐油、電絕緣性好和相容性好的優(yōu)點(diǎn)。主要用于纖維素樹脂、乙烯基樹脂、天然橡膠和合成橡膠的阻燃增塑劑，也可用于三乙酸甘油酯薄酯和軟片、硬質(zhì)聚氨酯泡沫、酚醛樹脂、以及PPO等工程塑料的阻燃增塑。
對(duì)無(wú)機(jī)添加型阻燃劑如Al(OH)3和Mg(OH)2而言，其阻燃作用主要表現(xiàn)在對(duì)燃燒的隔絕、冷卻和稀釋效應(yīng)。粘土作為一種耐火的層狀硅酸鹽，通過插層以納米尺度均勻分散在聚合物中，具有高熱穩(wěn)定性的蒙脫土片層在二維方向的阻隔作用將對(duì)聚合物的降解燃燒產(chǎn)生重大影響。
ＡＢＳ／粘土納米復(fù)合材料的研究報(bào)道很少，Ｌｅｅ等采用乳液法合成ＡＢＳ／粘土納米復(fù)合材料，熱分解起始溫度比純ＡＢＳ提高４０～５０℃。
Ｓａｍ等運(yùn)用熔融插層法制備出ＡＢＳ／粘土納米復(fù)合材料。ＳｈａｏｆｅｎｇＷａｎｇ等對(duì)粘土進(jìn)行有機(jī)化改性，制得有機(jī)粘土，再通過熔融插層的方法成功制備出ＡＢＳ／有機(jī)粘土納米復(fù)合材料，當(dāng)粘土含量在５％時(shí)，可使材料的氧指數(shù)提高０q５，優(yōu)于普通的復(fù)合材料。
熱失重分析表明，ＡＢＳ失重存在兩個(gè)階段，第一階段約從２５０～５００℃，第二階段約從５００～６００℃，第一階段主要是ＡＢＳ主鏈上丁二烯、苯乙烯、丙烯鏈段依次熱解、斷裂為小分子的過程，失重量約８０％，決定著ＡＢＳ的熱穩(wěn)定性。插層型ＡＢＳ／粘土在熱降解第一階段形成碳－硅酸鹽的交替排列的多層納米結(jié)構(gòu)，并且在６００℃時(shí)依然穩(wěn)定。
ＸＲＤ和ＴＥＭ清楚表明，經(jīng)過６００℃處理后，以剝離－插層共混形式分布在ＡＢＳ中的有機(jī)粘土自動(dòng)進(jìn)行結(jié)構(gòu)重排，變?yōu)槊芗€(wěn)定的多層結(jié)構(gòu)，多碳層具有增強(qiáng)作用，促使材料的表面形成堅(jiān)固的碳層，這正是ＡＢＳ／粘土納米復(fù)合材料的熱穩(wěn)定性高于純ＡＢＳ的原因。
目前僅僅通過粘土與ＡＢＳ形成納米級(jí)ABS樹脂阻燃劑而達(dá)到阻燃的效果并不十分理想，有時(shí)還需要選擇合適的傳統(tǒng)阻燃劑添加到ＡＢＳ中，比較常用的是磷系、氮系及無(wú)機(jī)的Mg(OH)2。但納米級(jí)ABS樹脂阻燃劑將是一個(gè)極具發(fā)展?jié)摿Φ难芯糠较颉?br />
阻燃協(xié)同效應(yīng)有兩種不同的概念，一種是多種阻燃元素或阻燃劑共同作用的效果比單獨(dú)用一種阻燃元素或阻燃劑效果要強(qiáng)得多；另一種是在阻燃體系種添加非阻燃劑可以增強(qiáng)阻燃能力。如P—N協(xié)同效應(yīng)、鹵—銻協(xié)同效應(yīng)等。
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