赵卫哲

(上海普利特复合材料股份有限公司,上海 201707)

0 前言

丙烯腈-丁二烯-苯乙烯三元共聚物(ABS)在微观结构上表现出典型的“海-岛”两相构型,由丁二烯橡胶粒子分散于苯乙烯-丙烯腈(SAN)连续相中而形成。在宏观性能上,ABS结合了三种组分的优异特性,丙烯腈赋予了其耐化学腐蚀和一定的表面硬度,丁二烯使聚合物具有了一定的橡胶韧性,苯乙烯又使聚合物具有了良好的刚性和可加工性[1-2]。三种组分的协同作用,赋予了ABS耐化学药品、高冲击、耐热、优良的可加工性等一系列优点,使其在汽车、消费电子、储能、家用电器等领域得到广泛应用[3]。

然而,ABS属于易燃材料,极限氧指数(LOI)仅为18%,水平燃烧速度很快,并且燃烧时伴随着大量黑烟。由于ABS是由三种主要成分构成,其燃烧机理十分复杂,一般认为聚丁二烯链段(B链段)存在取代的叔碳原子,有利于氧从丁二烯中夺氢,并引发氧化,加速ABS的降解[4]。也有人认为,ABS燃烧过程中产生特别活泼的HO·,而HO·的浓度是决定燃烧速度的关键。当高分子和HO·相遇,生成高分子自由基和水,在氧存在下,又产生出HO·,可使反应继续进行,最后生成CO2和H2O[5]。

聚合物燃烧的三要素是可燃物质、氧气和热量[6],阻断任何一个或多个因素就可以达到阻燃的效果。因此,使用阻燃性元素可以有效提高ABS的阻燃性能,目前主要通过以下3个方法实现ABS阻燃性能的提高[7]:(1) 使用添加型阻燃剂;(2) 使用含有阻燃元素的聚合物;(3) 使用反应型阻燃剂。第1种方法的阻燃剂主要采用物理共混的方法与聚合物复合在一起,主要有卤系阻燃剂、有机磷-氮系阻燃剂、无机纳米阻燃剂等。……