高性能阻燃高抗冲聚苯乙烯研究文献综述

 2022-11-12 03:11

文 献 综 述

摘要:本文介绍了高抗冲性聚苯乙烯(HIPS)的优缺点以及广泛应用,从而说明了提高HIPS阻燃性能的必要性。简单介绍了HIPS各类阻燃剂的优缺点及其阻燃机理。最后对HIPS的研究意义作出总结,并对HIPS阻燃改性未来的发展趋势进行了展望。

关键词:高抗冲性聚苯乙烯;阻燃剂;阻燃改性;展望

  1. 引言:

高抗冲聚苯乙烯(HIPS )是聚苯乙烯(PS) 的改性品种, 含有2% 一15% 的丁苯或顺丁橡胶, 与PS相比,既具有橡胶较高的韧性和冲击强度的优点,又保留了PS易成型加工的优点, 可注塑、挤塑、真空吸塑等进行成型加工, 广泛用于制造电视机、收音机、电话、吸尘器、冰箱等各种电器零件的壳体, 板材及衬里等。但HIPS与聚烯烃材料一样易燃, 燃烧时产生带有毒性气体的黑烟, 极大地限制了其在阻燃领域的应用,尤其是在对塑料的阻燃性能要求越来越高的家电行业。作为家电壳体的常用材料, HIPS的阻燃性能的提高研究显得特别重要[1]。随着各国对防火要求的日益提高,HIPS的阻燃等级需要达到一个更高的水平,如美国要求达到UL94 V-0级、欧洲UL94V-2级[2]。所以通常须对HIPS进行阻燃改性处理,以提高其极限氧指数(LOI)与热稳定性,进而扩大材料的应用范围[3]

2.主要阻燃剂种类及其应用

目前,HIPS阻燃剂可以分为含卤阻燃剂和无卤阻燃剂。

2.1.卤系阻燃剂阻燃HIPS

卤系阻燃剂中最主要就是溴系阻燃剂。含溴阻燃剂的阻燃机理是在气相中捕捉活性自由基,即在高温下含溴阻燃剂分解产生溴自由基,再与聚合物燃烧分解产生的可燃性气体中高活性的羟基自由基或氢自由基反应,生成稳定的化合物,从而中断链式氧化过程,使燃烧减缓,以至自熄。如果反应中生成的卤化氢较多,则卤化氢气体可以进一步稀释可燃气体,并覆盖在材料表面,阻隔可燃气体扩散进入燃烧空间,同时也阻止氧气扩散到可燃气体中,从而抑制塑料燃烧或使自熄[4]。最常用的方法是在HIPS 中添加溴系阻燃剂和Sb2O3 的复配物,使HIPS 达到阻燃效果,常用的有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、八溴联苯醚、四双酚A等与Sb203复配的体系[5]。HIPS阻燃常用的是溴-锑阻燃剂,在燃烧时会产生大量黑烟以及腐蚀性气体并且会产生致癌物质,不仅造成环境污染,而且还造成注塑机螺杆和模具的腐蚀[6]。因此,研制无卤阻燃HIPS复合材料具有重要的意义 [7]

2.2.无卤阻燃剂阻燃HIPS

在聚合物阻燃研究中,无卤阻燃技术由于不使用含卤素阻燃成分,具有无毒、低烟、燃烧不释放卤化氢腐蚀性气体等优点,近年来受到国内外学术界和产业界的高度关注,成为当今阻燃科学和技术发展的重要方向[8]

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