Forschungsfortschritt von ABS Flame Respardant Modification

Forschungsfortschritt von ABS Flame Respardant Modification

Abstrakt

Acrylonitril-Butadien-Styrol (ABS) -Harz ist ein ausgezeichnetes thermoplastisches Material mit einer Vielzahl von Anwendungen in Branchen wie Automobil, Elektronik und Energiespeicher. Die Entflammbarkeit begrenzt jedoch die Verwendung in Feldern mit hohen feuerfesten Anforderungen. In diesem Artikel werden die neuesten Forschungsforschungen zu flammretardanten Bauchmuskeln untersucht, die Auswirkungen von halogenierten Flammschutzmitteln, Phosphorus-Nitrogen-Flammstoffe, Flammschutzmittel auf Siliziumbasis und anorganische Nano-Flammschutzmittel bei der Flammenthemmung von Abs und der Einführung einiger der jüngsten Anforderungen und Fortschritte bei der Umweltschutzschützer im Umweltschutz von Flammenreßern vergleicht.

Einführung

Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) ist ein ternäres Copolymer, das eine typische zweiphasige Struktur auf mikroskopischer Ebene aufweist, wobei Butadien-Gummipartikel in einer kontinuierlichen Phase von Styrol-Aclonitril (San) dispergiert sind. In Bezug auf makroskopische Eigenschaften kombiniert ABS die hervorragenden Eigenschaften seiner drei Komponenten. Acrylnitril verleiht es mit chemischer Resistenz und Oberflächenhärte. Butadien verleiht dem Polymer gummiartige Zähigkeit. und Styrol verleiht dem Polymer eine gute Starrheit und Verarbeitbarkeit. Der synergistische Effekt dieser drei Komponenten verleiht ABS mit einer Reihe von Vorteilen, einschließlich chemischer Widerstand, Stärke mit hoher Aufprall, Wärmefestigkeit und hervorragende Verarbeitbarkeit. Damit ist es in großem Umfang in Automobilfaden, Unterhaltungselektronik, Energiespeicherung und Haushaltsgeräten verwendet.

ABS ist jedoch ein brennbares Material mit einem begrenzenden Sauerstoffindex (LOI) von nur 18%. Es brennt in horizontaler Richtung schnell und erzeugt während der Verbrennung eine große Menge schwarzer Rauch. Der Verbrennungsmechanismus von ABS ist aufgrund seiner Zusammensetzung von drei Hauptkomponenten komplex. Es wird allgemein angenommen, dass das Polybutadiensegment (B -Segment) substituierte tertiäre Kohlenstoffatome enthält, die die Abstraktion von Wasserstoff aus Butadien durch Sauerstoff erleichtern, Oxidation auslösen und den Abbau von ABS beschleunigen. Einige Forscher schlagen auch vor, dass die Erzeugung von hochreaktiven HO • Radikalen während der Abs -Verbrennung der Schlüssel zur Bestimmung der Verbrennungsrate ist. Wenn ein Polymer auf HO • Radikale trifft, bildet es Polymerradikale und Wasser. In Gegenwart von Sauerstoff werden mehr HO • Radikale erzeugt, die die Reaktion aufrechterhalten und letztendlich CO₂ und H₂O erzeugen.

Die drei wesentlichen Elemente für die Verbrennung von Polymeren sind brennbare Materialien, Sauerstoff und Wärme. Eine oder mehrere dieser Elemente zu unterbrechen, kann Flammenhemmung erreichen. Daher kann die Verwendung von flammretardanten Elementen die flammretardanten Eigenschaften von ABS effektiv verbessern.

Derzeit gibt es drei Hauptmethoden zur Verbesserung der flammretardanten Leistung von ABS:

1. Verwenden von additiven Flammschutzmitteln.

2. Verwenden von Polymeren, die flammretardante Elemente enthalten.

3. reaktive Flammschutzmittel verwenden.

Bei der ersten Methode werden Flammschutzmittel hauptsächlich durch physikalische Mischung in das Polymer integriert, einschließlich halogenierter Flammschutzmittel, Phosphor-Nitrogen-Flammschutzmittel und anorganische Nano-Flammschutzmittel. Die zweite Methode umfasst typischerweise das Mischen von Polymeren, die flammretardante Elemente mit Harzen wie Polyvinylchlorid (PVC) und chloriertem Polyethylen (CPE) enthalten. Beide Methoden beinhalten das einfache Mischen von Flammschutzmitteln oder flammenartigen Polymeren mit dem Basisharz, was häufig die Verarbeitung und die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs beeinflusst. Die dritte Methode beinhaltet während des Polymerisationsprozesses die kopolymerisierenden Flammenretardanten oder Flammschutzmittel in das Basisharz, wobei das Polymer mit inhärenten flammretardanten Eigenschaften ausgestattet ist. Diese Methode hat einen geringeren Einfluss auf die Eigenschaften des Kunststoffs, ist jedoch komplexer in der Synthese und weniger vielseitig. Derzeit sind additive Flammschutzmittel immer noch die Hauptwahl für Polymer -Flammverzögerungen. In diesem Artikel wird die Typen und die aktuelle Verwendung gemeinsamer Flammschutzmittel in ABS überprüft, wobei sich auf additive Flammschutzmittel konzentriert.

Abschluss

Halogenierte Flammschutzmittel wie bromierte Flammschutzmittel werden aufgrund ihrer Vielseitigkeit, einer hohen Flammverzögerungseffizienz und einer guten Kompatibilität mit dem Basisharz häufig in Flammenrettungsprodukten eingesetzt. Die flammretardanten Wirkungen von Halogen-freien Flammschutzmitteln auf ABS sind jedoch derzeit sehr begrenzt. Angesichts der zunehmenden Umweltanforderungen für Materialien im Inland und international wird die Nachfrage nach halogenfreien flammeinspannenden ABS in Zukunft zwangsläufig wachsen. Um wirklich halogenfreie Flamme-Verzögerungen in ABS zu erreichen, müssen die folgenden Probleme angegangen werden:

Einerseits muss die Char-Formation in halogenfreien flammretardanten ABS verbessert werden. Beispielsweise kann die Einführung von sauerstoffhaltigen Gruppen in die ABS-Struktur oder das Hinzufügen von Sauerstoff-haltigen Polymeren die Zeichenbildung fördern und so die Flammdarstellung verbessern. Andererseits können synergistische flammretardante Ansätze erforderlich sein. Durch die Nutzung der synergistischen Effekte verschiedener Flammschutzmittel kann die flammarme Leistung von ABS verbessert werden.

Halogenfreie Flammschutzmittel für ABS:

Halogenfreie Flammschutzmittel für ABS umfassen hauptsächlich anorganische Flammschutzmittel (wie Magnesiumhydroxid und Aluminiumhydroxid) und organische Flammschutzmittel (z. Diese Flammschutzmittel haben jedoch mehrere Nachteile. Beispielsweise erfordert Magnesiumhydroxid einen hohen Belastungsniveau (über 50%), um eine effektive Flammverzögerung zu erreichen, was die mechanischen Eigenschaften des Materials erheblich verringert. Darüber hinaus führt die Zugabe dieser Flammschutzmittel häufig zu einer Abnahme der Schlagkraft. Wenn beispielsweise Magnesiumhydroxid zu ABS in hohen Werten zugesetzt wird, kann die Aufprallstärke um über 70%sinken. Dies ist in erster Linie auf die schlechte Kompatibilität zwischen anorganischen Flammschutzmitteln und der Polymermatrix zurückzuführen, die die mechanische Integrität des Materials stört.

In den letzten Jahren hat die Forschung zu biobasierten Flammschutzmitteln zunehmend Aufmerksamkeit erregt. Bio-basierte Flammschutzmittel mit ihrer hervorragenden Fähigkeit zur Bildung von STO können als natürliche und effiziente Kohlenstoffquelle in intumeszenten Flammen-Retardant (IFR) -Systemen dienen. Studien zu ihrer Anwendung in ABS -Flammen -Verzögerungen sind jedoch immer noch selten. Darüber hinaus sind weitere Verbesserungen für die Kompatibilität von biobasierten Flammschutzmitteln mit Polymermatrizen, ihrer flammretardanten Wirksamkeit und der Gesamt umfassenden Eigenschaften der resultierenden Verbundstoffe erforderlich.

Obwohl additive Flammschutzmittel derzeit den Markt dominieren, wächst auch die Forschung zu intrinsischer Flammverzögerung. Die Intrinsische Flammverzögerung hat minimale Auswirkungen auf die Eigenschaften des Grundmaterials und ist umweltfreundlich. Es liegt jedoch immer noch in der Forschungsphase, wobei nur wenige Produkte tatsächlich angewendet werden. Angesichts der zunehmenden Umweltanforderungen sowohl im Inland als auch international ist die Entwicklung von hocheffizienten und umweltfreundlichen intrinsischen flammrettenden Polymermaterialien für Forscher zu einem dringenden Problem.

Zusammenfassend hat das Yinsu Flame Resparyant Company auch erhebliche Anstrengungen für die Entwicklung umweltfreundlicher und effizienterer Flammschutzmittel speziell für ABS bestrebt. Das Unternehmen hat Produkte wie ABS-P-20M und FRP-750A eingeführt, die die strengen Anforderungen moderner Anwendungen erfüllen. Darüber hinaus hat das Unternehmen bromisierte Antimon -Masterbatches entwickelt, die das traditionelle Antimon -Trioxid wirksam ersetzen können, wodurch die Flamme -Verzögerung von ABS verbessert wird, ohne seine mechanischen Eigenschaften zu beeinträchtigen. Diese Innovationen unterstreichen Yinsus Engagement für die Weiterentwicklung der Flammschutzbranche durch nachhaltige und leistungsstarke Lösungen.