ABS树脂无卤阻燃化研究

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1、摘要ABS树脂无卤阻燃化研究材料学研究生陈力指导教师蔡绪福本文首先针对TPP与TPPFR形成的复配成炭‘型阻燃剂的阻燃机理傲了较为详细的阐述。应用傅立叶转换红外、热重和气相色谱／质普联用详细分析讨论了该复配阻燃剂在不同热解阶段的化学变化。同时，结合阻燃体系炭层、烟尘的红外分析阐明了该ABS无卤成炭阻燃体系的主要阻燃机理，并从热降解动力学数据上对该阻燃体系的阻燃机理做了进一步的研究。同时炭层中磷元素分折数据也说明了TPPFR的添加有效抑制了体系中TPP的挥发，并明显提升了ABS的成炭率。其次，通过SNI亲核取代反应合成了一种新型含硅环氧单体DGDPS，并通过红外和紫外谱图分析表征其结构式。同

2、时从反应动力学角度入手，讨论了反应温度、反应时『日J和碱催化剂浓度对反应的影响，最终得到最优化方案。对DGDPS的热重分析表明其热稳定性可以满足绝大多数热翅性树脂的要求。接着，作者设计了一系列的阻燃体系方案对含DGDPS的若干阻燃体系与常用ABS阻燃体系做了横向对比。结果显示ABS／DGDPS—EP，TPP和ABS／DGEBA／TPP二阻燃体系LOI值分别达到24．5和24，且在较低氧浓度下可以自熄，表现出较好的阻燃性能。TPP与环氧树脂之间可以在热氧降解过程中发生相互作用从而达到对于抑止TPP挥发的作用，并通过苯醚、苯酯的生成以及交联炭化的进行形成热稳定炭层，达到阻燃的目的。同时含硅组分

3、在降解过程中通过Si—C化合物残渣的形成进一步提升体系成炭率，提高阻燃性能。摘耍最后，运用接枝改性合成了一种新型含硅改性环氧树脂Si—EP，通过红外谱图分析表征其结构式，并运用GPC测定了分子量及其分粕。M时从反应动力学角度入手，讨论了催化剂浓度与种类、反应温度和反应时『日J对反应的影响，最终得到最优化方案。对两种不同硅含量的Si—Ep的热藿分析表明其热稳定性和成炭率较之DGEBA基体树脂有所提升。接着，作者设计了一系列的阻燃体系方案对含Si．EP的若干阻燃体系与常用ABS阻燃体系做了横向对比。结果显示^BS／Sl—EP2／TPP(75／12．5／12．5)阻燃体系LOI值达到31．5，并

4、可通过uL一94V0燃烧级别测试，表现出较好的阻燃性能。关键词：ABSTPP．热塑性酚醛树脂环氧树脂无卤阻燃成炭-2．AbstractInvestigationontheHalogen—freeFlame—retardantABSScienceofMaterialsMs．Student：ChenLiSupervisor：CaiXufuInthisarticle．flame．resistantmechanismofthechar-formingflameretardantasTPPFR／TPPblendwasexpoundedfirstly．FT—IR，thermogravi—metry，a

5、ndPY—OC／MSwereemployedtoanalyzethechemicalreactionsoftheflameretardantatdifferent+thermalphases．Meanwhile，furtherinvestigationswerestudiedviaFT-IRspectraofthecharandsootafterburningoftheflame-retardantsystemaswellasthekineticdataofthermaldegradation．Furthermore，chemicalanalysisofphosphorusinburntc

6、harshowedtherestrainingeffectofTPPFRonthevolatilizationofTPP，andtheenhancementofthechar—formingratio．Inthenextplace，anovelsilicone-containingepoxidemonomerwassynthesizedviaSulsubstitution，anditschemicalstructurewassubstantiatedthroughFT—IRandU、，curves．Also，effectsofreactiontemperature，time，andthec

7、oncentrationofthecatalystontheyieldingrateofDGDPSwerediscussed，andconsequently，optimalreactionsituationswereobtained．Insuccession，aseriesofDGDPS—containingflame—retardantsystemsblendedwithTPPwerepreparedtocontras