阻燃剂是增强材料的耐热性,提高其氧指数,热变形温度的助剂。主要用于合成类高分子材料的制备中。聚苯乙烯的阻燃改性经历了比较漫长的时间发展,主要可以概括为本体阻燃材料、卤系阻燃体系、无机阻燃体系、磷系阻燃体系、膨胀阻燃体系、黏土阻燃体系等多元发展的格局。随着人们环保意识的增强,近年来出现了用无卤阻燃剂或磷硅复合型阻燃剂来替代卤系阻燃剂的发展趋势。
在本次实验中,主要使用的阻燃剂分为粉煤灰,蒙脱土及纳米蒙脱土三类不同的成分,采用的实验方法是将各类原料投入密炼机中进行密炼半小时左右,密炼温度为210℃。经过一系列的物理与化学反应后最终制得所需要的成品,并进行适当的加工后进行材料性能测试。
以上实验将分为多组添加不同剂量的阻燃成分进行,以此获得更多的数据来进行分析并进行总结,最终得到性能最为优异的一组实验原料,来为今后的阻燃型聚苯乙烯户外建材的制备提供依据。让这类材料能够在今后的时间中得到更好的发展与完善。
1。4。2 阻燃剂的选择
在众多阻燃剂中最终选择了粉煤灰,蒙脱土及纳米蒙脱土三种阻燃剂作为本次实验中的阻燃添加成分。
粉煤灰,是从煤燃烧后的烟气中收捕下来的细灰,作为一种污染环境的粉末灰尘,其主要氧化物组成为:SiO2、Al2O3、FeO、Fe2O3、CaO、TiO2等。若大量的粉煤灰不及时进行处理,就会产生扬尘,污染大气;若大量的粉煤灰被排入地下水中将会造成河流淤塞,而其中的有毒化学物质还会对人体和生物造成危害。但粉煤灰具有一定的阻燃效果,因此将其废物利用,变废为宝,不仅能改善环境,还能将其用于工业生产的原料之中,形成二次利用。同时,粉煤灰的价格低廉,获得途径方便,因此选择粉煤灰作为本次实验中的一种阻燃添加剂。
蒙脱土:一种硅酸盐的天然矿物,其主要成分为Al2O3、MgO、SiO2。当其加入聚合物、无机纳米复合材料中时,能够提高聚合物的阻燃性能和力学性能。是一种很优异的成炭剂,因此可以提高材料阻燃性。其阻燃性能表现较为优异,且对环境的危害较小,因此选择蒙脱土作为绷瓷试验中的一种阻燃添加剂。论文网
纳米蒙脱土:其主要成分与蒙脱土相同,颗粒大小更为精细,能够更好的与其他原料融合,本次实验将其也选入阻燃添加剂中,是想与蒙脱土进行一定的对比。但其价格略高于蒙脱土,因此所做的实验组也比其他的少一些。
1。4。3 阻燃型聚苯乙烯的密炼
阻燃型聚苯乙烯的原料主要采用通用级聚苯乙烯和工业级耐冲性聚苯乙烯两种,其混合的总质量均为500g不变,并在密炼机中投入发泡剂,木粉,白油,滑石粉,阻燃材料。设定温度为210℃,密炼时间为30min,整个操作过程简单,每组实验制备的时间较短,只要按照规定的操作步骤进行,整个实验过程的安全系数也很高,不会发生危险。
1。5 阻燃性聚苯乙烯的性能
(1)力学性能:材料的力学性能是指材料在不同的温度,湿度,空气,介质下,承受各种外加载荷,例如拉伸、压缩、弯曲、扭转、冲击、交变应力等,所表现出的力学特征,在本篇论文中主要包括有拉伸强度,伸长量,硬度,抗冲击强度的测定与讨论。
为了改善其部分力学性能,本次实验的主要原料并不完全为PS,并在其中合理搭配有耐冲性聚苯乙烯(HIPS)和马来酸酐接枝聚苯乙烯(MAPS)以此来尝试增强其韧性和抗冲击性能。