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高抗沖聚苯乙烯樹脂(PS-HI)具有優良的流動性、韌性和尺寸穩定性，可廣泛應用于家用電器、辦公用品和電子電氣等領域。PS-HI屬于典型的易燃聚合物，與丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)一樣，極限氧指數只有18%，為確保產品具有一定防火安全性，傳統方法是通過使用溴系阻燃劑和三氧化二銻來達到一定阻燃效果。但在這種純溴銻體系下，阻燃PS-HI材料密度大、熱穩定性差、模具腐蝕性嚴重，具有較多應用缺點。
金發科技股份有限公司通過使用溴銻阻燃體系及自制有機成炭劑，并使用SBS進行增韌，制備了新型阻燃PS-HI材料，對其綜合力學性能進行了分析研究，采用垂直燃燒法和錐形量熱法對其燃燒行為進行了分析。
●阻燃PS-HI材料的制備
采用PS-HI作為樹脂基體，溴銻阻燃體系，使用SBS進行增韌及自制有機成炭劑，制備阻燃PS-HI，其配方組成見下表。
●物理和力學性能分析
下表是三種材料的物理和力學性能測試結果，阻燃PS-HI相對PS-HI樹脂，拉伸強度和斷裂伸長率下降，彎曲強度提升，這主要與材料體系中的阻燃劑填充有關，阻燃性能均達到了1.6?mm V–0等級，具有優異的物理綜合性能。
下圖是三種材料的Izod缺口沖擊強度、密度和熔體流動速率的測試結果，與傳統阻燃PS-HI相比，新型阻燃PS-HI具有較高的韌性、較低的密度、較好的流動性、綜合性能較好，韌性提高了16%，密度降低了0.6%，流動性提高了6%。
儀器化沖擊結果
材料的韌性越好，斷裂需要的加速度越大，材料的加速度依次增大，擺錘與試樣發生作用力后，由圖可知，PS-HI樹脂的加速度最大，新型阻燃PS-HI的加速度高于傳統阻燃PS-HI，加速度越低說明裂紋越容易形成，材料的韌性越差。傳統阻燃PS-HI受力后容易產生大裂紋，導致快速開裂，并在較短的時間內加速度出現最大值，而新型阻燃PS-HI在多次受力后加速度達到最大值，出現最大加速度的時間也較晚，說明新型阻燃PS-HI具有較好的韌性。
●熱分析
阻燃PS-HI的TG曲線出現兩個失重階段，第一個階段是阻燃劑的分解，第二個階段是樹脂的分解，新型阻燃PS-HI質量損失2%的分解溫度(T2%)高于傳統阻燃PS-HI，兩個失重階段的最大分解溫度(T1，T2)較高，具有較好的熱穩定性。
●錐形量熱測試
左下圖是三種材料熱釋放速率(HRR)曲線，PS-HI樹脂具有最大熱釋放速率，傳統阻燃PS-HI與新型阻燃PS-HI的最大熱釋放速率接近，但新型阻燃PS-HI最大熱釋放速率出現時間較早、持續時間較短、燃燒過程較緩和，未出現劇烈燃燒現象。
右下圖是三種材料的THR曲線，PS-HI樹脂具有最大的THR，新型阻燃PS-HI比傳統型阻燃PS-HI的熱釋放總量低，在新型成炭劑的作用下，PS-HI樹脂的燃燒不劇烈，在較低的含量下，燃燒行為的差異性非常明顯，具有較高的阻燃協效性，主要與新型阻燃體系的阻燃機理有關。
左下圖是三種材料的煙生成速率(SPR)結果，PS-HI樹脂屬于易燃性聚合物，燃燒過程較快較充分，最大煙釋放速率出現時間較晚，持續時間較短。由圖可知，傳統阻燃PS-HI的SPR最大，最大煙成速率持續時間最長，這與溴銻阻燃機理有關。新型阻燃PS-HI煙生成速率最低，出現最大煙生成速率的時間較快，持續時間最短，達到最大值后燃燒反應很快得到抑制，煙生成速率急速下降，這與其熱釋放特點呈現了較好相關性，在較短時間內出現最大熱釋放，但在此溫度下，阻燃劑的阻燃效率得到高效發揮，使得燃燒反應得到快速遏制，煙釋放和熱釋放快速下降，燃燒過程也較緩和。
右下圖是三種材料的煙生成總量(TSP)結果，PS-HI樹脂不含阻燃劑，燃燒過程快速而充分，煙釋放總量較低，兩種阻燃PS-HI的煙釋放總量均較大，這主要是由于溴系阻燃PS-HI在燃燒過程中產生大量溴化氫氣體，煙生成總量較大。新型阻燃PS-HI具有較低的溴含量，在成炭劑的作用下，在燃燒過程中總煙釋放量較低，火災危害性較低，具有獨特的燃燒行為特點。
●結 論
(1)新型阻燃PS-HI具有較好的韌性、較低密度、較高流動性，綜合力學性能優異。
(2)新型阻燃PS-HI具有較好的熱穩定性，具有促進成炭的作用。
(3)新型阻燃PS-HI具有較低的熱釋放、較低的煙釋放、阻燃效率高，可明顯抑制PS-HI樹脂的劇烈燃燒，具有較好的阻燃性。
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