резюме

9,10-Дигидро-9-окса-10-фосфа-фенантрен-10-оксид (ДОФО) использовали в качестве антипирена для получения массовой доли 20% термопластичного полиуретана/полибутилена, армированного длинным стекловолокном (LGF). Были приготовлены огнестойкие композиты терефталат/ДОФО (20% LGF/TPU/PBT/DOPO), и пламя Исследованы огнезащитные, реологические и механические свойства огнезащитных композитов. Результаты показали, что огнезащитные свойства огнезащитных композитов постепенно улучшались с увеличением дозировки ДОФО, при этом огнезащитная марка огнезащитных композитов составляла В-0, а конечный кислородный индекс составлял 24,5% при массовой доле ДОФО. составил 9%. Механизм огнезащиты огнезащитных композитов в основном представляет собой огнезащитный состав в газовой фазе, дополненный огнезащитным составом в когезионной фазе. Механические свойства огнезащитных композитов снижались с увеличением уровня ДОФО.

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. Однако базовая смола ПБТ легко горит, и во время горения на поверхности труднее образовывать слой древесного угля, что сопровождается серьезным явлением капель расплава и легко распространяет пламя, что ограничивает ее применение. Поэтому необходимо провести огнезащитную модификацию ПБТ. 9,10-Дигидро-9-окса-10-фосфа-фенантрен-10-оксид (ДО ПО) является эффективным негалогенированным фосфорным антипиреном, который широко используется при исследовании огнезащитных материалов на полимерной основе. В связи с растущим спросом на характеристики продукции огнестойкие композиты ПБТ необходимо укрепить, а экономически эффективным методом упрочнения является, главным образом, ПБТ, усиленный стекловолокном (GF). По сравнению с коротким GF, огнестойкие композиты ПБТ, усиленные длинным GF (LGF), обладают преимуществами высокой прочности, высокого модуля, хорошей размерной стабильности и т. д. В дальнейшем ДОФО используется в качестве антипирена, который представляет собой высокоэффективный галоген. -антипирен на основе фосфора. Далее огнестойкие композиты термопластичный полиуретан (ТПУ) эластомер (ТПУ)/ПБТ, армированный 20% LGF, получают с использованием ДОФО в качестве антипирена, а также огнестойких свойств, реологического поведения и механических свойств 20% LGF/ТПУ/ПБТ. Исследованы огнестойкие композиты /DOPO.

тест

1.1 Основное сырье и инструменты

ПБТ; ЛГФ; ТПУ; ДОПО; Терполимер этилен-бутилакрилат-глицидилметакрилат (PTW).

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

1.2 Подготовка проб

(1) ПБТ, ТПУ, компатибилизатор PTW при температуре 80 °С в сухом состоянии в течение 6 часов в режиме ожидания, а затем в соответствии с массовым соотношением ПБТ и ТПУ 20:80 для гомогенного смешивания, а затем составит 0,8%. , 9%, 10%, 12% ДОПО и 20% качества ЛГФ для рецептур, приготовления огнезащитных композитов, соответственно, записано как 20% LGF/TPU/PBT, 20% L LGF/TPU/PBT/8% DOPO, 20% LGF/TPU/PBT/9% DOPO, 20% LGF/TPU/PBT/10% DOPO, 20 % LGF/TPU/PBT/12% DOPO.
При использовании метода пропитки расплавом после экструзии, пропитки (250°С), охлаждения и вытягивания маточная смесь композита LGF/TPU/PBT/DOPO разрезается на куски длиной 12 мм.
(2) Смешивание и экструдирование в соотношении 50:50 матричной смолы и ДОФО для приготовления огнестойкой маточной смеси.

1.3 Испытание производительности и характеристика

Реологические свойства. Огнестойкие композиты LGF/TPU/PBT/DOPO сканировали в режиме параллельных пластин при 235°, а частота (Ï) составляла 0,1-650,0 с-1.

СЭМ-анализ: Срезы огнезащитных композитов обрабатывали жидким азотом, морфологию наблюдали под ускоренным напряжением 20 кВ.
Прочность на растяжение была проверена в соответствии с GB/T1040.1-2006;
Прочность на изгиб была испытана в соответствии с GBï¼T 9341-2008;
Ударная вязкость с надрезом проверена в соответствии с GBï¼T1843-2008;
Огнезащитные 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 х 10 мм х 4 мм.

Результаты и обсуждение

1. Характеристики горения огнезащитных композитов
С увеличением DOPO AV-HRR, PHRR и THR огнезащитных композитов продемонстрировали тенденцию к снижению по сравнению с 20% LGF/TPU/PBT без антипирена, AV-HRR, PHRR и THR равными 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. При этом с увеличением количества ДОФО выход СО и ОСР огнезащитных композитов постепенно увеличиваются, а AV-EHC и MAHRE постепенно снижаются. Это показывает, что увеличение использования ДОФО помогает улучшить огнезащитные характеристики огнестойких композитных материалов.

2. Структурная морфология углеродного слоя огнезащитных композитов
ГФ огнезащитных композитов играет роль опоры скелета, а образующийся при горении углеродный слой покрывает поверхность ГФ. При этом угольный слой на поверхности огнезащитных композитов увеличивается, но все угольные слои огнезащитных композитов имеют в структуре отверстия, которые не являются плотными угольными слоями и не могут играть роли кислородной изоляции и теплоизоляция хорошая, а это приведет к попаданию кислорода в неразложившуюся зону огнезащитных композитов через отверстия и образованию дыма от разложившихся горючих летучих компонентов огнезащитные композиты, которые могут очень легко пробить слой древесного угля, что указывает на то, что огнестойкость огнезащитных композитов обеспечивается в основном паровой фазой, а конденсированная фаза - конденсированной фазой. Это указывает на то, что огнезащитный механизм огнезащитных композитов является огнезащитным в газовой фазе и когезионной фазе.

3. Реологическое поведение огнезащитных композитов
В высокочастотной области реологическое поведение огнезащитных композитов с добавлением ДОФО ниже, чем у бездобавочных ДОФО, поскольку добавка ДОФО снижает степень перепутывания молекулярных цепей расплавов огнезащитных композитов. , снижает сопротивление потоку и увеличивает перемещение сегментов цепи. Кроме того, в низкочастотной области реологические свойства огнезащитных композитов с ДОФО выше, чем у бездобавочных ДОФО. Это связано с тем, что добавка ДОФО усиливает степень перепутывания молекул расплава в огнезащитных композитах после процесса высокочастотного сдвига и снижает способность молекул расплава перемещаться в сегментах цепи, тем самым увеличивая сопротивление потоку. расплава.
С увеличением ДОФО реологические свойства огнезащитных композитов постепенно возрастают, а кривая коэффициента потерь становится более длинной, что связано с тем, что с увеличением ДОФО увеличивается точка переплетения молекул расплава огнезащитных композитов, увеличивается цепь подвижность сегментов молекул расплава становится больше, а время релаксации увеличивается.

4. Огнезащитные свойства огнезащитных композитов
Все огнестойкие композиты не проявляли явления плавления и капания при вертикальном горении. Кроме того, при массовой доле ДОФО менее 9% огнезащитные композиты не могут достичь марки В-0. С увеличением использования ДОФО ППП огнезащитных композитов постепенно увеличивался, но это увеличение не очень очевидно, что указывает на то, что ДОФО в основном используется в качестве основного огнезащитного состава в газовой фазе и огнезащитного состава в когезионной фазе в огнезащитных композитах.

5. Морфология поперечного сечения огнезащитных композитов
На всех ударных секциях огнезащитных композитов имелись отверстия, из которых вытаскивался GF, тогда как на ударных секциях огнезащитных композитов без ДОФО 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 ДОФО меньше, чем у композитов без добавления ДОФО, а механические свойства огнезащитных композитов постепенно снижаются с увеличением дозировки ДОФО.

Выводы

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

(б) Углеродный слой, покрывающий поверхность GF огнезащитных композитов, увеличивался с увеличением использования ДОФО, но структура углеродного слоя имела дыры, что указывало на то, что в огнезащитном механизме огнезащитных композитов преобладает газ. -огнестойкость, дополненная огнестойкостью когезионной фазы.

(c) В высокочастотной области реологические свойства огнестойких композитов ниже, чем у композитов без ДОФО.

(d) Механические свойства огнестойких композитов имели тенденцию к снижению с увеличением количества ДОФО.

Xiamen LFT композитный пластик Co., Ltd.