芳香族磷酸酯阻燃PC/ABS的原理是什么?

　　自从1963年美国研制成功PC/ABS合金以来,它就风靡全球。2003年,世界合金总产量超过70万吨。近五年来,PC/ABS合金产量每年增长10%左右,增速居塑料领域前列。已成功商用高分子合金,广泛应用于汽车工业、家用电器、办公设备等领域。为了满足应用领域的防火安全要求,PC/ABS合金还要具有良好的阻燃性。那么,芳香族磷酸酯阻燃PC/ABS的原理是什么?

　　芳香族磷酸酯阻燃PC/ABS的原理是什么?

　　1、气相阻燃剂

　　实验证明,磷酸酯阻燃剂PC/ABS的LOI与PC/ABS中PC/ABS的比例有关,其变化规律复杂。此外,PC/ABS中的芳香族磷酸酯增加了材料燃烧产物中一氧化碳的含量,表明存在气相阻燃效应。然而,磷酸芳酯在气相中的阻燃效果仍然是一个有争议的问题。

　　2、凝聚相阻燃剂

　　一般认为芳香族磷酸酯阻燃PC/ABS的机理是磷酸酯能促进PC/ABS中PC成炭,即凝聚相的阻燃机理。因为其阻燃效率与PC/ABS含量密切相关。还发现当含磷酸盐的PC/ABS热分解或燃烧时,磷在凝聚相中聚集。热重分析也证明了RDP能保护碳层在高温下不被氧化,而凝聚相阻燃剂的增效剂能提高PC/ABS的炭化速率。

　　3、磷酸酯的相互作用(协同作用或拮抗作用)

　　(1)当用磷酸三苯酯(TPP)、RDP与不同比例的ABS一起阻燃PC/ABS时,当磷含量相同时,如用LOI测定,三者的阻燃性相近。然而,以UL94阻燃等级衡量,TPP的阻燃效率不如RDP和BDP。当用锥形量热仪测定上述阻燃剂PC/ABS的阻燃性能时,磷酸芳酯只是适度降低了材料的峰值热释放速率(PHRR),但能有效增加着火时间(TTI)。

　　(2)但总体来看,RDP对PC/ABS的阻燃效果大于挥发性TPP。用锥形量热仪研究了热流量分别为35kW/m2和75 kW/m2时,RDP和RDP/TPP(质量分数为3%)阻燃PC/ABS的放热规律。

　　(3)显然,此时不仅TPP的阻燃效果不再重要,而且TPP还可能对高温火焰中PHRR的降低产生负面影响。对这一现象的一种可能解释是某些阻燃剂在气相中的可逆性。一般含磷化合物可以减少火焰传播,但在高温火焰中可以成为燃烧催化剂。TPP的气相阻燃剂明显具有这种可逆性,至少在高温下,其气相阻燃剂失效。