резюме

9,10-Дигидро-9-окса-10-фосфа-фенантрен-10-оксид (DOPO) использовали в качестве антипирена для приготовления термопластичного полиуретана/полибутилентерефталата/DOPO, армированного 20% длинного стекловолокна (LGF) по массовой доле. (20% LGF/TPU/PBT/DOPO) огнезащитные композиты были приготовлены, и были исследованы огнестойкость, реологические и механические свойства огнезащитных композитов. Результаты показали, что огнезащитные свойства огнезащитных композитов постепенно улучшались с увеличением дозы DOPO, а степень огнестойкости огнезащитных композитов составляла V-0, а предельный кислородный индекс составлял 24,5% при массовой доле DOPO. составлял 9%. Огнестойкий механизм огнезащитных композитов в основном представляет собой газофазный антипирен, дополненный когезионным антипиреном.

Ключевые слова

Полиуретан
Полибутилентерефталат
Длинное стекловолокно
Огнезащитные свойства
реологическое поведение

Введение

Полибутилентерефталат (ПБТ) обладает превосходными механическими свойствами, термической стабильностью, стабильностью размеров и широко используется в электронике, автомобилестроении и транспорте. Тем не менее, смола на основе ПБТ легко горит, и труднее сформировать слой древесного угля на поверхности во время горения, что сопровождается серьезным явлением каплеплавления и легким распространением пламени, что ограничивает ее применение. Следовательно, необходимо провести огнезащитную модификацию ПБТ. используется при исследовании огнезащитных материалов на полимерной основе. В связи с растущим спросом на характеристики продукта огнестойкие композиты PBT необходимо укреплять, и экономически эффективным методом усиления является, в основном, ПБТ, усиленный стекловолокном (GF). По сравнению с коротким GF, огнестойкие композиты PBT, усиленные длинным GF (LGF), обладают преимуществами высокой прочности, высокого модуля, хорошей размерной стабильности и т. д. В дальнейшем в качестве антипирена используется DOPO, который является высокоэффективным галогеном. антипирен на основе свободного фосфора. Далее огнестойкие композиты термопластичного полиуретанового (ТПУ) эластомера/ПБТ, армированного 20 % LGF, получают с использованием DOPO в качестве антипирена, а огнезащитные свойства, реологическое поведение и механические свойства 20 % LGF/TPU/PBT /Исследованы огнезащитные композиты ДОФО. высокий модуль, хорошая стабильность размеров и т. д. В дальнейшем DOPO используется в качестве антипирена, который представляет собой высокоэффективный антипирен на основе фосфора, не содержащий галогенов. Далее огнестойкие композиты термопластичного полиуретанового (ТПУ) эластомера/ПБТ, армированного 20 % LGF, получают с использованием DOPO в качестве антипирена, а огнезащитные свойства, реологическое поведение и механические свойства 20 % LGF/TPU/PBT /Исследованы огнезащитные композиты ДОФО. высокий модуль, хорошая стабильность размеров и т. д. В дальнейшем DOPO используется в качестве антипирена, который представляет собой высокоэффективный антипирен на основе фосфора, не содержащий галогенов. Далее огнестойкие композиты термопластичного полиуретанового (ТПУ) эластомера/ПБТ, армированного 20 % LGF, получают с использованием DOPO в качестве антипирена, а огнезащитные свойства, реологическое поведение и механические свойства 20 % LGF/TPU/PBT /Исследованы огнезащитные композиты ДОФО.

тест

1.1 Основное сырье и инструменты

ПБТ; ЛГФ; ТПУ; ДОПО; этилен-бутилакрилат-глицидилметакрилатный терполимер (PTW).

Универсальная испытательная машина; двухшнековый экструдер; ротационный реометр; сканирующий электронный микроскоп (СЭМ); тестер вертикального горения; тестер предельного кислородного индекса (LOI).

1.2 Подготовка образца

(1) PBT, TPU, компатибилизатор PTW при 80 ℃ в сухом состоянии 6 часов в режиме ожидания, а затем в соответствии с массовым соотношением PBT и TPU 20:80 для гомогенного смешивания, а затем будет 0, 8%, 9 %, 10%, 12% ДОФО и 20% качества ЛГФ для компаундирования, получения огнезащитных композиций соответственно записано как 20% ЛГФ/ТПУ/ПБТ, 20% Л ЛГФ/ТПУ/ПБТ /8% DOPO, 20% LGF/TPU/PBT/9% DOPO, 20% LGF/TPU/PBT/10% DOPO, 20% LGF/TPU/PBT/12% DOPO.
Используя метод пропитки расплавом, после экструзии, пропитки (250 ℃), охлаждения и вытягивания композитная маточная смесь LGF/TPU/PBT/DOPO разрезается на куски длиной 12 мм.
(2) Смешивание и экструдирование матричной смолы и DOPO в соотношении 50:50 для приготовления маточной смеси антипирена.

1.3 Эксплуатационные испытания и характеристика

Реологические свойства: Огнезащитные композиты LGF/TPU/PBT/DOPO сканировали в режиме параллельных пластин при 235 ℃ и частоте (ω) 0,1-650,0 с-1.

Анализ СЭМ: Срезы огнестойких композитов обрабатывали жидким азотом, и морфологию наблюдали при ускоренном напряжении 20 кВ.
Прочность на растяжение была испытана в соответствии с GB/T1040.1-2006;
Прочность на изгиб была испытана в соответствии с GB／T 9341-2008;
Ударная вязкость с надрезом проверена в соответствии с GB／T1843-2008;
Огнестойкие характеристики проверены в соответствии с ISO5660-1-2015;
Характеристики вертикального горения проверяются в соответствии с GB/T2408-2008, и для каждой группы требуется не менее 5 образцов;
LOI в соответствии с тестом GB/T2406.2-2009, размер образца 80 мм × 10 мм × 4 мм.

Результаты и обсуждение

1. Характеристики горения огнезащитных композитов
. С увеличением DOPO показатели AV-HRR, PHRR и THR огнезащитных композитов показали тенденцию к снижению по сравнению с 20% LGF/TPU/PBT без антипирена, AV-HRR, PHRR и THR 20% LGF/TPU/PBT/12% DOPO снизились на 19,37%, 41,28% и 23,03% соответственно. AV-HRR, PHRR и THR 20% LGF/TPU/PBT/12% DOPO снизились на 19,37%, 41,28% и 23,03% соответственно. В то же время с увеличением количества DOPO выход СО и TSR огнезащитных композитов постепенно увеличиваются, а AV-EHC и MAHRE постепенно снижаются. Это показывает, что увеличение использования DOPO помогает улучшить огнезащитные характеристики огнестойких композитных материалов.

2. Структурная морфология углеродного слоя огнезащитных композитов.
СВ огнезащитных композитов играет роль опоры каркаса, а углеродный слой, образующийся при горении, покрывает поверхность СВ. При этом угольный слой на поверхности огнезащитных композитов увеличивается, но все угольные слои огнезащитных композитов имеют отверстия в структуре, которые не являются плотными угольными слоями и не могут выполнять роли кислородоизоляции и хорошо теплоизолирует, а это приведет к поступлению кислорода в неразложившуюся область огнезащитных составов через отверстия и образованию дыма разложившимися горючими летучими компонентами огнезащитных составов, которые могут очень легко пробить угольный слой, что указывает на то, что огнестойкость огнезащитных композитов в основном обеспечивается паровой фазой, и конденсированная фаза представляет собой конденсированную фазу. Это указывает на то, что огнезащитный механизм огнезащитных композитов представляет собой газофазный и когезионный огнезащитный состав.

3. Реологическое поведение огнезащитных композитов.
В высокочастотной области реологическое поведение огнезащитных композитов с добавлением ДОФО ниже, чем без добавок ДОФО, поскольку добавка ДОФО снижает степень перепутывания молекулярных цепей расплавов огнезащитных композитов. , уменьшает сопротивление потоку и увеличивает движение сегментов цепи. Кроме того, в области низких частот реологические свойства огнезащитных композитов с добавлением ДОФО выше, чем у композитов без добавления ДОФО. Это связано с тем, что добавление DOPO увеличивает степень запутывания молекул расплава в огнезащитных композитах после процесса высокочастотного сдвига и снижает способность молекул расплава двигаться в сегментах цепи, тем самым увеличивая сопротивление потоку. расплава.
С увеличением DOPO постепенно увеличиваются реологические свойства огнезащитных композитов и кривая коэффициента потерь становится более длинной, что связано с тем, что с увеличением DOPO увеличивается точка зацепления молекул расплава огнезащитных композитов, цепь сегментная подвижность молекул расплава становится больше, а время релаксации увеличивается.

4. Огнезащитные свойства огнезащитных композитов
Все огнезащитные композиты не проявляли явления плавления и каплеобразования при вертикальном горении. Кроме того, при массовой доле DOPO менее 9% огнезащитные композиты не могут достигать марки В-0. С увеличением использования DOPO LOI огнезащитных композитов постепенно увеличивался, но это увеличение не очень очевидно, что указывает на то, что DOPO в основном используется в качестве основного газофазного антипирена и когезионного антипирена в огнестойких композитах.

5. Морфология поперечного сечения огнезащитных композитов
На всех ударных участках огнезащитных композитов были видны отверстия в местах вытягивания GF, тогда как на ударных участках огнезащитных композитов без DOPO были отверстия, а поверхность GF была покрыта смолой. Это показывает, что добавление ДОФО приводит к снижению межфазной адгезии и межфазной прочности огнезащитных композитов, что, в свою очередь, приводит к снижению их механических свойств.

6. Механические свойства огнезащитных композитов.
Механические свойства огнезащитных композитов с добавлением DOPO меньше, чем у композитов без DOPO, и механические свойства огнезащитных композитов постепенно снижаются с увеличением дозы DOPO.

Выводы

(а) PHRR, AV-HRR, AV-EHC и THR огнезащитных композитов уменьшались с увеличением использования DOPO, в то время как выход CO и TSR постепенно увеличивались. 

(b) Углеродный слой, покрывающий стекловолокнистую поверхность огнезащитных композитов, увеличивался с увеличением использования DOPO, но структура углеродного слоя имела отверстия, что указывало на то, что в механизме огнезащиты огнезащитных композитов преобладал газ. -фазная огнезащита, дополненная когезионно-фазовой огнестойкостью.

(в) В области высоких частот реологические свойства огнезащитных композитов ниже, чем без DOPO.

(d) Механические свойства огнестойких композитов имеют тенденцию к снижению с увеличением количества DOPO. 

Композитный пластик Xiamen LFT Co., Ltd.