Progrès de la recherche de la modification issuelle de la flamme ABS

Progrès de la recherche de la modification issuelle de la flamme ABS

Abstrait

La résine de l'acrylonitrile-butadiène (ABS) est un excellent matériau thermoplastique avec une large gamme d'applications dans des industries telles que l'automobile, l'électronique et le stockage d'énergie. Cependant, son inflammabilité limite son utilisation dans des champs avec des exigences élevées résistantes au feu. Cet article passe en revue les dernières progrès de la recherche sur l'ABS ignifuge des flammes, compare les effets des retardateurs de flamme halogénés, des retardateurs de flamme au phosphore-azote, des retardateurs de flamme à base de silicium et des retardateurs de flamme nano inorganiques sur la protection contre les flammes des alliages et introduisent certaines des dernières exigences et des progrès de la protection de l'environnement des retartiers de flamme.

Introduction

L'acrylonitrile-butadiène-styrène (ABS) est un copolymère ternaire qui présente une structure typique de 'îles ' 'à deux phases au niveau microscopique, avec des particules en caoutchouc butadiène dispersées dans une phase continue de styrosine acrylonitrile (SAN). En termes de propriétés macroscopiques, l'ABS combine les excellentes caractéristiques de ses trois composantes. L'acrylonitrile lui confond la résistance chimique et la dureté de surface. Butadiène fournit au polymère une ténacité en caoutchouc. et le styrène donne au polymère une bonne rigidité et une bonne processeur. L'effet synergique de ces trois composants confond les abdos avec une série d'avantages, notamment une résistance chimique, une résistance à un impact élevé, une résistance à la chaleur et une excellente transformation, ce qui la rend largement utilisée en automobile, en électronique grand public, en stockage d'énergie et en appareils électroménagers.

Cependant, l'ABS est un matériau inflammable avec un indice d'oxygène limitant (LOI) de seulement 18%. Il brûle rapidement dans une direction horizontale et produit une grande quantité de fumée noire pendant la combustion. Le mécanisme de combustion de l'ABS est complexe en raison de sa composition de trois composants principaux. On pense généralement que le segment du polybutadiène (segment B) contient des atomes de carbone tertiaire substitués, ce qui facilite l'abstraction de l'hydrogène à partir du butadiène par l'oxygène, déclenchant l'oxydation et accélérant la dégradation de l'ABS. Certains chercheurs suggèrent également que la génération de radicaux hautement réactifs pendant la combustion de l'ABS est essentiel pour déterminer le taux de combustion. Lorsqu'un polymère rencontre des radicaux, il forme des radicaux polymères et de l'eau. En présence d'oxygène, plus de radicaux sont produits, soutenant la réaction et générant finalement du CO₂ et H₂O.

Les trois éléments essentiels pour la combustion des polymères sont les matériaux combustibles, l'oxygène et la chaleur. L'interruption de tout ou plusieurs de ces éléments peut atteindre un retard de flamme. Par conséquent, l'utilisation d'éléments ignifuges de la flamme peut améliorer efficacement les propriétés ignifuges de la flamme de l'ABS.

Actuellement, il existe trois méthodes principales pour améliorer les performances ignifuges de l'ABS:

1. utilisation des retardateurs de flamme additive.

2.Les polymères contenant des éléments ignifuges.

3. en utilisant des retardateurs de flamme réactifs.

Dans la première méthode, les retardateurs de flammes sont principalement incorporés dans le polymère par mélange physique, notamment les retardateurs de flamme halogénés, les retardateurs de flamme au phosphore-nitrogen et les retardateurs nano-flammes inorganiques. La deuxième méthode implique généralement du mélange de polymères contenant des éléments ignifuges avec des résines, tels que le chlorure de polyvinyle (PVC) et le polyéthylène chloré (CPE). Ces deux méthodes impliquent un mélange simple de retardateurs de flamme ou de polymères ignifuges avec la résine de base, ce qui affecte souvent le traitement et les propriétés mécaniques du plastique. La troisième méthode implique des éléments ignifuges ou des retardateurs de flamme dans la résine de base pendant le processus de polymérisation, dotant le polymère de propriétés inhérentes à la flamme. Cette méthode a un impact plus faible sur les propriétés du plastique mais est plus complexe en synthèse et moins polyvalent. Actuellement, les retardateurs de flamme additive sont toujours le principal choix pour le retard de flamme en polymère. Cet article passe en revue les types et l'utilisation actuelle des retardateurs de flamme courants dans l'ABS, en se concentrant sur les retardateurs de flamme additifs.

Conclusion

Les retardateurs de flamme halogénés, tels que les retardateurs de flamme bromés, sont largement utilisés dans les produits ABS ignifuges en raison de leur polyvalence, de leur efficacité de retard de flamme élevé et de leur bonne compatibilité avec la résine de base. Cependant, les effets ignifuges des flammes des retardateurs de flammes sans halogène sur l'ABS sont actuellement très limités. Avec l'augmentation des exigences environnementales pour les matériaux à la fois au niveau national et international, la demande d'Abs ignifuges sans halogène augmentera inévitablement à l'avenir. Pour vraiment réaliser un retard de flamme sans halogène en ABS, il est nécessaire de résoudre les problèmes suivants:

D'une part, la formation de CHAR dans les ABS ignifuges sans halogène doit être améliorée. Par exemple, l'introduction de groupes contenant de l'oxygène dans la structure ABS ou l'ajout de polymères contenant de l'oxygène peut favoriser la formation de char, améliorant ainsi le retard de flamme. D'un autre côté, des approches synergiques ignifuges peuvent être nécessaires. En tirant parti des effets synergiques de différents retardateurs de flammes, les performances ignifuges des ABS peuvent être améliorées.

Retardants de flamme sans halogène pour ABS:

Les retardateurs de flamme sans halogène pour les ABS comprennent principalement des retardateurs de flamme inorganiques (tels que l'hydroxyde de magnésium et l'hydroxyde d'aluminium) et les retardateurs de flamme organiques (tels que les retardateurs de flamme au phosphore-azote et les retardateurs de flamme à base de silicium). Cependant, ces retardateurs de flamme ont plusieurs inconvénients. Par exemple, l'hydroxyde de magnésium nécessite un niveau de charge élevé (supérieur à 50%) pour atteindre un retard de flamme efficace, ce qui réduit considérablement les propriétés mécaniques du matériau. De plus, l'ajout de ces retardateurs de flammes entraîne souvent une diminution de la force d'impact. Par exemple, lorsque l'hydroxyde de magnésium est ajouté aux ABS à des niveaux élevés, la résistance à l'impact peut baisser de plus de 70%. Cela est principalement dû à la mauvaise compatibilité entre les retardateurs de flamme inorganiques et la matrice du polymère, ce qui perturbe l'intégrité mécanique du matériau.

Ces dernières années, la recherche sur les retardateurs de flammes à base de bio renouvelables a attiré une attention croissante. Les retardateurs de flamme à base de bio, avec leur excellente capacité à former du char, peuvent servir de source de carbone naturelle et efficace dans les systèmes ignifuges intumescents (IFR). Cependant, les études sur leur application dans le retard de flamme ABS sont encore rares. De plus, des améliorations supplémentaires sont nécessaires dans la compatibilité des retardateurs de flammes bio-basés avec des matrices de polymère, leur efficacité ignifuge de flamme et les propriétés globales complètes des composites résultants.

Bien que les retardateurs de flamme additive dominent actuellement le marché, la recherche sur le retard de flamme intrinsèque augmente également. Le retard de flamme intrinsèque a un impact minimal sur les propriétés du matériau de base et est respectueux de l'environnement. Cependant, il est toujours principalement au stade de la recherche, avec peu de produits appliqués. Avec l'augmentation des exigences environnementales au niveau national et international, la façon de développer des matériaux intrinsèques à la flamme intrinsèque très efficaces et respectueux de l'environnement est devenu un problème urgent pour les chercheurs.

En conclusion, Yinsu Flame Indulant Company a également consacré des efforts importants au développement de retardateurs de flammes plus respectueux de l'environnement et efficaces spécifiquement pour l'ABS. La société a introduit des produits tels que ABS-P-20M et FRP-750A, qui sont conçus pour répondre aux exigences strictes des applications modernes. De plus, l'entreprise a développé des maîtres d'antimoine bromés qui peuvent remplacer efficacement le trioxyde d'antimoine traditionnel, améliorant le retard de flamme des ABS sans compromettre ses propriétés mécaniques. Ces innovations mettent en évidence l'engagement de Yinsu à faire progresser l'industrie issue des flammes à travers des solutions durables et hautes performances.