الملخصات

تم استخدام 9،10-Dihydro-9-oxa-10-phospha-phenanthrene-10-oxide (DOPO) كمثبط للهب لتحضير الكسر الكتلي بنسبة 20٪ من الألياف الزجاجية الطويلة (LGF) المقوى بالبولي يوريثين بالحرارة / البولي بيوتيلين تيريفثاليت / DOPO (20٪ LGF / TPU / PBT / DOPO) تم تحضير مركبات مثبطة للهب ، وتم فحص مثبطات اللهب ، والخصائص الانسيابية والميكانيكية لمركبات مثبطات اللهب. أظهرت النتائج أن خصائص مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب قد تحسنت تدريجيًا مع زيادة جرعة DOPO ، وأن الدرجة المثبطة للهب لمركبات مثبطات اللهب كانت V-0 وكان مؤشر الأكسجين النهائي 24.5٪ عند الكسر الكتلي DOPO كان 9٪. إن آلية مثبطات اللهب لمركبات مثبطات اللهب هي بشكل أساسي مثبطات اللهب ذات المرحلة الغازية ، وتكملها مثبطات اللهب ذات الطور المتماسك.

الكلمات الرئيسية

البولي يوريثين البولي
بيوتيلين تيريفثاليت
الألياف الزجاجية الطويلة
خصائص
مثبطات اللهب السلوك الريولوجي

مقدمة

يتميز البولي بيوتيلين تيريفثاليت (PBT) بخصائص ميكانيكية ممتازة ، واستقرار حراري ، وثبات الأبعاد ، ويستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات ، والسيارات ، والنقل. ومع ذلك ، فإن راتينج القاعدة PBT سهل الاحتراق ، ويصعب تكوين طبقة فحم على السطح أثناء الاحتراق ، والتي تكون مصحوبة بظاهرة انخفاض الذوبان الخطيرة وسهولة انتشار اللهب ، مما يحد من تطبيقه. لذلك ، من الضروري إجراء تعديل مثبط للهب لـ PBT.9،10-Dihydro-9-oxa-10-phospha-phenanthrene-10-oxide (DO PO) وهو مثبط لهب فعال غير مهلجن بالفوسفور ، وهو على نطاق واسع المستخدمة في البحث عن المواد المثبطة للهب القائمة على البوليمر. مع زيادة الطلب على أداء المنتج ، يجب تعزيز مركبات مثبطات اللهب PBT ، وطريقة التقوية الفعالة من حيث التكلفة هي بشكل أساسي PBT المعزز بالألياف الزجاجية (GF). بالمقارنة مع GF القصير ، تتميز مركبات PBT المثبطة للهب (GF) الطويلة المعززة بمزايا القوة العالية ، والمعامل العالي ، وثبات الأبعاد الجيد ، وما إلى ذلك ، في ما يلي ، يتم استخدام DOPO كمثبط للهب ، وهو هالوجين عالي الكفاءة - مثبطات اللهب خالية من الفوسفور. في ما يلي ، يتم تحضير 20٪ من مادة البولي يوريثين اللدائن الحرارية المقواة بـ LGF (TPU) / مركبات مثبطات اللهب PBT باستخدام DOPO كمثبط للهب ، وخصائص مثبطة للهب ، وسلوك ريولوجي وخصائص ميكانيكية بنسبة 20٪ LGF / TPU / PBT / يتم فحص مركبات مثبطات اللهب DOPO. معامل عالي ، استقرار جيد للأبعاد ، إلخ. في ما يلي ، يتم استخدام DOPO كمثبط للهب ، وهو مثبط اللهب عالي الكفاءة وخالي من الهالوجين على أساس الفوسفور. في ما يلي ، يتم تحضير 20٪ من مادة البولي يوريثين اللدائن الحرارية المقواة بـ LGF (TPU) / مركبات مثبطات اللهب PBT باستخدام DOPO كمثبط للهب ، وخصائص مثبطة للهب ، وسلوك ريولوجي وخصائص ميكانيكية بنسبة 20٪ LGF / TPU / PBT / يتم فحص مركبات مثبطات اللهب DOPO. معامل عالي ، استقرار جيد للأبعاد ، إلخ. في ما يلي ، يتم استخدام DOPO كمثبط للهب ، وهو مثبط اللهب عالي الكفاءة وخالي من الهالوجين على أساس الفوسفور. في ما يلي ، يتم تحضير 20٪ من مادة البولي يوريثين اللدائن الحرارية المقواة بـ LGF (TPU) / مركبات مثبطات اللهب PBT باستخدام DOPO كمثبط للهب ، وخصائص مثبطة للهب ، وسلوك ريولوجي وخصائص ميكانيكية بنسبة 20٪ LGF / TPU / PBT / يتم فحص مركبات مثبطات اللهب DOPO.

اختبار

1.1 المواد الخام الرئيسية والأدوات

PBT ؛ LGF ؛ TPU ؛ DOPO. إيثيلين - بيوتيل أكريليت - جليسيديل ميثاكريلات تيربوليمر (PTW).

آلة اختبار عالمية التوأم برغي الطارد. مقياس الدوران مسح المجهر الإلكتروني (SEM) ؛ جهاز اختبار الاحتراق العمودي اختبار مؤشر الأكسجين (LOI).

1.2 تحضير العينة

(1) PBT ، TPU ، جهاز التوافق PTW في وضع الاستعداد 80 ℃ الجاف 6 ساعات ، ثم وفقًا لنسبة الكتلة PBT و TPU البالغة 20:80 لخلط متجانس ، وبعد ذلك سيكون 0 ، 8٪ ، 9 ٪ ، 10٪ ، 12٪ من DOPO و 20٪ من جودة LGF للتركيب ، تحضير المركبات المثبطة للهب ، على التوالي ، مسجلة كـ 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.
باستخدام طريقة التشريب المنصهر ، بعد البثق والتشريب (250 ℃) والتبريد والسحب ، يتم تقطيع Masterbatch المركب LGF / TPU / PBT / DOPO إلى طول 12 مم.
(2) الخلط والبثق وفقًا لنسبة 50:50 من راتينج المصفوفة و DOPO لتحضير مادة مثبطة للهب.

1.3 اختبار الأداء والتوصيف

الخصائص الريولوجية: تم فحص مركبات مثبطات اللهب LGF / TPU / PBT / DOPO في وضع اللوحة المتوازية عند 235 ℃ وكان التردد () 0.1-650.0s-1.

تحليل SEM: تمت معالجة أقسام المركبات المثبطة للهب بالنيتروجين السائل ، ولوحظ التشكل تحت الجهد المتسارع البالغ 20 كيلو فولت.
تم اختبار قوة الشد وفقًا لـ GB / T1040.1-2006 ؛
تم اختبار مقاومة الانحناء وفقًا لـ GB-T 9341-2008 ؛
يتم اختبار قوة الصدمات المحززة وفقًا لـ GB ／ T1843-2008 ؛
يتم اختبار أداء مثبطات اللهب وفقًا لمعيار ISO5660-1-2015 ؛
يتم اختبار أداء الاحتراق العمودي وفقًا لـ GB / T2408-2008 ، ويلزم على الأقل 5 عينات لكل مجموعة ؛
خطاب النوايا وفقًا لاختبار GB / T2406.2-2009 ، حجم العينة 80 مم × 10 مم × 4 مم.

النتائج والمناقشة

1.أداء احتراق المركبات المثبطة
للهب مع زيادة DOPO ، أظهر AV-HRR و PHRR و THR لمركبات مثبطات اللهب اتجاهًا متناقصًا ، مقارنة بـ 20٪ LGF / TPU / PBT بدون مثبطات اللهب ، AV-HRR ، انخفض PHRR و THR بنسبة 20٪ LGF / TPU / PBT / 12٪ DOPO بنسبة 19.37٪ و 41.28٪ و 23.03٪ على التوالي. انخفضت نسبة AV-HRR و PHRR و THR بنسبة 20٪ LGF / TPU / PBT / 12٪ DOPO بنسبة 19.37٪ و 41.28٪ و 23.03٪ على التوالي. في الوقت نفسه ، مع زيادة كمية DOPO ، يزداد إنتاجية CO و TSR لمركبات مثبطات اللهب تدريجياً ، بينما تتناقص AV-EHC و MAHRE تدريجياً. إنه يوضح أن زيادة استخدام DOPO يساعد على تحسين أداء مثبطات اللهب للمواد المركبة المثبطة للهب.

2. التشكل الإنشائي لطبقة الكربون لمركبات مثبطات اللهب
يلعب GF لمركبات مثبطة للهب دور دعم الهيكل العظمي ، وتغطي طبقة الكربون المتكونة أثناء الاحتراق سطح GF. في الوقت نفسه ، تزداد طبقة الفحم على سطح المركبات المثبطة للهب ، لكن جميع طبقات الفحم لمركبات مثبطات اللهب بها ثقوب في الهيكل ، وهي ليست طبقات فحم كثيفة ولا يمكنها لعب أدوار عزل الأكسجين و عزل حراري جيد ، وسيؤدي ذلك إلى دخول الأكسجين إلى المنطقة غير المؤلفة من المركبات المثبطة للهب من خلال الثقوب وتشكيل الدخان بواسطة المكونات المتطايرة القابلة للاحتراق المتحللة من المركبات المثبطة للهب التي يمكن أن تخترق طبقة الفحم بسهولة شديدة ، مما يشير إلى أن مثبطات اللهب لمركبات مثبطات اللهب تكون بشكل أساسي من خلال مرحلة البخار ، والمرحلة المكثفة هي بالمرحلة المكثفة. يشير هذا إلى أن آلية مثبطات اللهب لمركبات مثبطات اللهب هي طور غازي ومثبط للهب في طور متماسك.

3. السلوك الريولوجي لمركبات مثبطات اللهب
في المنطقة عالية التردد ، يكون السلوك الريولوجي لمركبات مثبطات اللهب المضافة DOPO أقل من تلك الموجودة في DOPO غير المبطنة ، لأن إضافة DOPO تقلل من درجة تشابك السلاسل الجزيئية لذوبان المركبات المثبطة للهب ، يقلل من مقاومة التدفق ، ويزيد من حركة مقاطع السلسلة. بالإضافة إلى ذلك ، في منطقة التردد المنخفض ، تكون الخصائص الانسيابية لمركبات مثبطات اللهب المضافة DOPO أعلى من تلك الموجودة في DOPO غير المبطنة. وذلك لأن إضافة DOPO تعزز درجة تشابك جزيئات الذوبان في المركبات المثبطة للهب بعد عملية القص عالية التردد وتقلل من قدرة جزيئات الذوبان على التحرك في مقاطع السلسلة ، وبالتالي زيادة مقاومة التدفق من الذوبان.
مع زيادة DOPO ، تزداد الخصائص الانسيابية لمركبات مثبطات اللهب تدريجيًا ويصبح منحنى عامل الفقد أطول ، ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع زيادة DOPO ، تزداد نقطة تشابك جزيئات الذوبان للمركبات المثبطة للهب ، وتزيد السلسلة يصبح التنقل الجزئي لجزيئات الذوبان أكبر ، ويزيد وقت الاسترخاء.

4. خصائص مثبطات اللهب لمركبات
مثبطات اللهب لم تظهر جميع المركبات المثبطة للهب ظاهرة الذوبان والتقطير أثناء الاحتراق العمودي. بالإضافة إلى ذلك ، عندما يكون جزء الكتلة DOPO أقل من 9٪ ، لا يمكن أن تصل المركبات المثبطة للهب إلى درجة V-0. مع زيادة استخدام DOPO ، زاد LOI لمركبات مثبطات اللهب تدريجياً ، لكن الزيادة ليست واضحة للغاية ، مما يشير إلى أن DOPO يستخدم بشكل أساسي كمثبط للهب في الطور الغازي ومثبط للهب في الطور اللاصق في المواد المركبة المثبطة للهب.

5. التشكل المقطعي لمركبات مثبطات اللهب
أظهرت جميع أقسام التأثير لمركبات مثبطات اللهب ثقوبًا حيث تم سحب GF ، في حين أن أقسام التأثير لمركبات مثبطات اللهب الخالية من DOPO بها ثقوب وسطح GF مغطى بالراتنج. هذا يدل على أن إضافة DOPO يؤدي إلى تقليل الالتصاق البيني والقوة البينية لمركبات مثبطات اللهب ، مما يؤدي بدوره إلى تقليل خواصها الميكانيكية.

6. الخواص الميكانيكية لمركبات مثبطات اللهب
تكون الخواص الميكانيكية لمركبات مثبطات اللهب المضافة DOPO أصغر من تلك الخاصة بالمركبات غير المبطنة DOPO ، وتقل الخصائص الميكانيكية لمركبات مثبطات اللهب تدريجياً مع زيادة جرعة DOPO.

الموجودات

(أ) انخفض PHRR و AV-HRR و AV-EHC و THR للمركبات المثبطة للهب مع زيادة استخدام DOPO ، بينما زاد إنتاجية CO و TSR تدريجيًا. 

(ب) زادت طبقة الكربون التي تغطي سطح GF لمركبات مثبطات اللهب مع زيادة استخدام DOPO ، لكن بنية طبقة الكربون بها ثقوب ، مما يشير إلى أن آلية مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب كان يهيمن عليها الغاز - مثبطات اللهب الطورية ، مدعومة بمثبطات اللهب ذات الطور المتماسك.

(ج) في منطقة التردد العالي ، تكون الخصائص الانسيابية للمركبات المثبطة للهب أقل من تلك التي لا تحتوي على DOPO.

(د) أظهرت الخواص الميكانيكية للمركبات المثبطة للهب اتجاهاً تنازلياً مع زيادة كمية DOPO. 

Xiamen LFT Composite Plastic Co.، Ltd.