无卤阻燃SBR热失重行为研究
- 格式:docx
- 大小:42.77 KB
- 文档页数:10
贫氧条件下阻燃沥青热重行为研究贫氧条件下阻燃沥青热重行为研究Abstract本文针对贫氧条件下阻燃沥青的热重行为进行研究。
通过热重分析仪测试阻燃沥青在不同质量分数的氧气条件下的热重失重曲线,研究了阻燃沥青在缺氧环境下的热分解机理,并对其阻燃性能进行了评价。
研究表明,贫氧条件下阻燃沥青的热重失重曲线呈现出不同于常规沥青的特征,且具有较好的阻燃性能,在防火方面具有潜在应用价值。
Keywords: 阻燃沥青;热重分析;贫氧环境;热分解;阻燃性能第一章绪论沥青是一种广泛应用于道路、桥梁、机场跑道、园林、场馆、矿井等建筑领域的重要材料。
然而,在建筑中,沥青面临着防火问题,因为常规沥青在遇到高温燃烧时易燃易爆,不能满足建筑材料的防火要求。
近年来,阻燃沥青因其防火属性得到了广泛的研究和应用,是一种非常有应用前景的建筑材料。
阻燃沥青作为一种新型建筑材料,其防火属性对其应用范围和性能有着重要影响。
而热重分析是一种常见的研究建筑材料热稳定性和热分解机理的方法。
通过对阻燃沥青在贫氧条件下的热重失重曲线进行分析,可以揭示其热分解机理,评估其阻燃性能。
因此,本文将通过热重分析的方法,研究贫氧条件下阻燃沥青的热重行为以及其阻燃性能,为阻燃沥青在建筑领域的应用提供理论参考。
第二章实验方法2.1 材料和仪器2.1.1 材料本研究所使用的阻燃沥青为商用阻燃沥青,质量分数为10%。
2.1.2 仪器本研究所使用的主要仪器为Mettler Toledo TGA/DSC1热重分析仪。
2.2 实验步骤2.2.1 样品制备将10mg的阻燃沥青样品精密称取后置入热重分析仪的样品盘中。
2.2.2 实验条件实验在质量分数为0、2、5和8%的氧气环境下进行。
加热速率为20℃/min,最终温度为800℃。
2.2.3 数据处理使用TGA/DSC Analysis软件对实验数据进行处理和分析。
第三章实验结果3.1 热重失重曲线图1 显示了阻燃沥青在不同氧气条件下的热重失重曲线。
PC无卤阻燃解决方案一、背景介绍随着电子产品的快速发展,对于电子产品的安全性和环保性要求也越来越高。
在电子产品中,PC(聚碳酸酯)材料被广泛应用,但其常用的阻燃剂含有卤素,这对环境和人体健康造成一定的危害。
因此,开发一种PC无卤阻燃解决方案是当前的研究热点之一。
二、PC无卤阻燃解决方案的意义1. 环保性:无卤素阻燃剂不会产生有害气体和残留物,对环境友好。
2. 安全性:无卤素阻燃剂在燃烧过程中不会产生有毒气体,降低了火灾风险。
3. 可持续性:无卤素阻燃剂可以提高材料的再利用率,符合可持续发展的要求。
三、PC无卤阻燃解决方案的技术原理1. 无卤素阻燃剂的选择:通过筛选和测试,选取合适的无卤素阻燃剂,如纳米氧化铝、纳米硅酸铝等。
2. 阻燃剂与PC材料的配比:根据阻燃效果和材料性能要求,确定阻燃剂与PC 材料的最佳配比比例。
3. 阻燃剂的添加方式:通过熔融共混、溶液共混等方式将阻燃剂均匀地分散在PC材料中。
4. 阻燃机理研究:通过热失重分析、热稳定性测试等方法,研究阻燃剂在PC材料中的热解行为和阻燃机理。
四、PC无卤阻燃解决方案的优势1. 高阻燃性能:经过优化设计的PC无卤阻燃材料具有良好的阻燃性能,能够满足相关行业的阻燃标准要求。
2. 优异的物理性能:PC无卤阻燃材料具有良好的耐热性、耐候性和机械性能,适用于各种工业应用。
3. 环保健康:无卤素阻燃剂不会产生有害气体和残留物,对环境和人体健康无害。
4. 可持续发展:PC无卤阻燃材料可以提高材料的再利用率,符合可持续发展的要求。
五、PC无卤阻燃解决方案的应用领域1. 电子产品:PC无卤阻燃材料可广泛应用于电视机、电脑、手机等电子产品的外壳和内部结构件。
2. 汽车工业:PC无卤阻燃材料可用于汽车内饰件、电池盒、电线套管等部件。
3. 建筑材料:PC无卤阻燃材料可用于建筑中的透明隔断、天窗、采光板等。
六、市场前景和发展趋势随着环保意识的提高和对电子产品安全性的要求不断增加,PC无卤阻燃解决方案的市场需求将逐渐增长。
l∞潜强大学学报(王翟辩学舨)第柏卷高高温下成炭率效聚显著。
但加入酚醛树脂后体系阻燃性反而下降;豳10阻燃体系燃烧表面成炭结构Fig.10SEMpictureofthesurl妇structureaftercharrhlg3)APP阻燃ABS/PA6合金体系燃烧时有良好大降低了体系的阻燃效果。
的发泡膨胀效果,体系燃烧表面形成了膨胀、均匀、致密的炭层结构。
丽APP阻燃ABS体系燃烧时没有泡沫炭的形成。
加入季戊鞠醇笼状磷酸酯(PE—PA),环氧树脂(E一44)和4A分子筛等成炭促进剂的体系比单一使用APP的体系形成了更多的致密的膨胀炭层,更能起捌阻燃隔热的作角;{i孬热塑性酚醛树脂(TPPFR)的加人虽然也形成了大量的炭层,炭层却是疏松多孔的,不能起到阻燃隔热的作用,大参考文献:【l】誊建琪.无裔阻燃聚合狻蒺麓E应用【掇].j艺宗:{{:学工韭出版社。
2005.[2]SergeBourbigot.MichelLeBras.Recentadvancesforin-tumescentpolymers[J].MacromolecularMaterialsandEn-gineering,2004,289:499—511.(下转第196页}ABS/PA6合金的无卤膨胀性阻燃研究作者:蔡绪福, 陈锬, 鲁成祥, 申开智, CAI Xu-fu, CHEN Tan, LU Cheng-xiang, SHEN Kai-zhi作者单位:四川大学,高分子科学与工程学院,四川,成都,610065刊名:四川大学学报(工程科学版)英文刊名:JOURNAL OF SICHUAN UNIVERSITY(ENGINEERING SCIENCE EDITION)年,卷(期):2008,40(6)1.Levchik S V;IBalabanovich A;FLevchik G Effectofmelamine and its saltson combustion and thermal decomposition of polyamide 6[外文期刊] 19972.王永强阻燃材料及应用技术 20033.Almeras X;Renaut N;Jama C Structure and morphology of an intumescent polypropylene blend[外文期刊] 2004(01)4.Almeras X;Le Bras M;Poutch F Effect of fillers on fire retardancy of intumescent polypropylene blends[外文期刊] 2003(01)5.Bourbigot S;Bras M L;Dabrowski F PA-6 clay nanocomposite hybrid as char forming agent in intumescent formulations[外文期刊] 2000(04)6.陆晓东;张军;谷慧敏成炭性塑料对聚丙烯膨胀阻燃体系的燃烧行为及阻燃性的影响[期刊论文]-塑料 2006(01)7.廖凯荣;卢泽俭;苏瑾聚磷酸铵型膨胀阻燃剂对聚丙烯的阻燃作用[期刊论文]-高分子材料科学与工程 1999(02)8.Levchik S V;Weil E D;Lewin M Review thermal decomposition of aliphatic nylons[外文期刊] 19999.Serge Bourbigot;Michel Le Bras Recent advances for intumescent polymers[外文期刊] 2004(6)10.王建琪无卤阻燃聚合物基础应用 2005本文链接:/Periodical_scdxxb-gckx200806017.aspx。
氮系无卤阻燃剂对液体硅橡胶阻燃泡沫材料性能的影响刘朵朵;徐哲;张雷;付中禹【期刊名称】《有机硅材料》【年(卷),期】2023(37)1【摘要】以2种不同黏度的乙烯基硅油复配物为基料、羟基硅油为发泡助剂、含氢硅油为交联剂、气相法二氧化硅为补强填料,添加铂催化剂、氮系无卤阻燃剂等制得液体硅橡胶阻燃泡沫材料,探讨了氮系无卤阻燃剂用量对硅橡胶泡沫材料物理性能、阻燃性能、泡孔形貌、热稳定性等的影响。
结果表明,氮系无卤阻燃剂在硅橡胶泡沫材料体系中可充当抑制剂的作用,为制备样品提供更多的可操作时间;在用量相同的条件下,与氢氧化铝相比,采用氮系无卤阻燃剂更有利于制备密度低、压缩永久变形低、泡孔致密均匀的液体硅橡胶泡沫材料;随着氮系无卤阻燃剂用量从0增加到70份,硅橡胶泡沫材料的表观密度从0.240 g/cm^(3)升至0.545g/cm^(3),微孔材料硬度从6.9度升至50.5度后有所回落,拉伸强度从115.6 kPa 升至576.0 kPa后有所回落;随着氮系无卤阻燃剂用量从10份增加到70份,氧指数从24.4%升高到31.0%,垂直燃烧等级由V-2级提升到V-1级并最终达到V-0级;随着氮系无卤阻燃剂用量的增加,硅橡胶泡沫材料的泡孔均匀性和热稳定性降低,600℃时残余质量分数降低,添加10份、30份和50份氮系无卤阻燃剂的硅橡胶泡沫材料在600℃时残余质量分数分别为77.5%、65.4%和56.0%;氮系无卤阻燃剂的较佳用量为50份,此时硅橡胶泡沫材料的压缩永久变形为1.6%,25%压缩应力为66.3 kPa,拉伸强度为576.0 kPa,拉断伸长率为94.2%,氧指数为28.2%,垂直燃烧等级为V-0级。
【总页数】8页(P53-60)【作者】刘朵朵;徐哲;张雷;付中禹【作者单位】长春工业大学化学工程学院;吉林省产品质量监督检验院【正文语种】中文【中图分类】TQ333.93【相关文献】1.无卤阻燃剂对聚丙烯复合材料阻燃性能及力学性能的影响2.无卤阻燃剂对阻燃聚烯烃材料耐热氧老化性能的影响3.磷氮类阻燃剂无卤阻燃EVA复合材料的紫外光交联研究4.环保无卤阻燃剂对酚醛泡沫塑料性能影响5.无卤氮磷系阻燃剂对阻燃三元乙丙橡胶胶料性能的影响因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
工 程 塑 料 应 用ENGINEERING PLASTICS APPLICATION第42卷,第10期2014年10月V ol.42,No.10Oct. 201433doi:10.3969/j.issn.1001-3539.2014.10.008无卤阻燃增强高流动性尼龙6的研究宋克东,胡天辉,邓程方,陈如意,黄安民,邓凯桓(株洲时代新材料科技股份有限公司,湖南株洲 412007)摘要:采用高流动性尼龙(PA)6为原料,制备了一系列玻璃纤维(GF)增强无卤阻燃PA6材料。
考察了材料配方和挤出工艺对改性材料阻燃性能、力学性能、热性能及熔体流动速率(MFR)的影响,并对其原因进行了分析。
结果表明,与普通PA6相比,高流动性PA6由于熔体黏度低、MFR 高,有利于无卤阻燃剂和GF 在基体材料内的混合和分散,因此在同样配方和工艺条件下,显示出更好的阻燃效果与更优的力学性能。
关键词:无卤阻燃;高流动性尼龙6;挤出工艺中图分类号:TQ323.6 文献标识码:A 文章编号:1001-3539(2014)10-0033-04Study on Halogen-Free Flame Retardant High-Flow Nylon 6Song Kedong , Hu Tianhui , Deng Chengfang , Chen Ruyi , Huang Anmin , Deng Kaihuan(Zhuzhou Times New Material Technology Co., Ltd ., Zhuzhou 412007, China)Abstract :A series of halogen-free flame retardant nylon(PA) 6 composites reinforced by glass fiber were manufractured using high-flow PA6 as raw materials. The effects of material constituents and extrusion molding technique on the properties of PA6,including flame retardant properties ,mechanical properties and melt flow properties ,were investigated. The results show that compared with universal PA6,high-flow PA6 has low melt viscosity and high melt flow rate ,which favors the dispersion of glass fiber and halogen-free flame retardant in martrix. So high-flow PA6 basic composites have better flame retardant properties and mechanical properties.Keywords :halogen-free flame retardants ;high flow nylon 6;extrusion molding technique高流动性尼龙(PA)是一种具有高熔体流动速率(MFR)、易加工成型、高强高韧的树脂材料,在汽车和电子零部件等领域拥有广阔的市场应用前景。
低烟无卤阻燃电缆料技术参数解读众所周知,护套料起着对光电缆重要的保护作用。
光电缆的种类也随着护套料品种的变化而变化,如护套料采用低烟无卤阻燃料,则该种光电缆就称为低烟无卤阻燃光电缆。
然而,有些光电缆制造企业对护套料的认识不够全面,有时片面强调某些指标而忽略另一些指标,导致采购的护套料达不到要求的技术指标;更有甚者,会导致有些护套料制造企业趁机钻光电缆制造企业的空子,提供质量差的护套料。
为了让光电缆制造企业对护套料有更全面的了解,采购到质优价廉的放心护套料,我们经过认真调查研究,对护套料的几项重要指标予以说明,并列出目前护套料市场存在的一些问题,供大家参考1、低烟无卤阻燃电缆料★氧指数几乎在所有人眼里,它都代表了无卤阻燃材料阻燃性能的指标。
大多数人认为,氧指数越高则阻燃性能越好,或者说氧指数达标则材料阻燃性能达标。
其实不然,氧指数高不一定通得过线缆阻燃试验,氧指数低也未必就通不过线缆阻燃试验。
原因:材料在燃烧中是否滴流及滴流的程度大小很大程度决定了线缆是否能通过阻燃试验及线缆的阻燃水平。
★热变形和高温压力这是一个容易被忽视的、但却代表了耐温等级的指标。
一提到耐温性能,大家都会想到热老化的指标,容易忽视掉热变形和高温压力这一指标。
那么,对于热塑性低烟无卤阻燃料来说,热变形和高温压力性能不好则意味着①线缆护套熔点低、易变形,即在低于线缆最高使用温度时就能变软甚至熔化,同时在外力及自重的作用下使线缆变形甚至破坏,从而使线缆失去正常保护;②线缆护套易开裂,即线缆局部受热受力时容易在较软的区域开裂,比如在阳光下爆晒或受到烘烤时,会在爆晒和烘烤面开裂;③做成的线缆阻燃性差,即材料氧指数并不低,但做成的线缆在进行燃烧试验时通不过。
原因:材料温度指数低及线缆燃烧时无卤材料滴流。
★挤出性能无卤料挤出性能比其它材料差,故大家都着力于挤出性能的改善,但非常好挤的无卤材料也必然会存在以下问题①可能阻燃剂添加量不足而导致阻燃性不够②材料太软而造成耐温性不够,致使高温压力不合格;同时,由于材料温度指数低及滴流,从而导致线缆阻燃性不合格。
无卤阻燃SBR热失重行为研究苑宾;李荣勋【摘要】利用热重法(TG)和锥形量热仪(Cone)研究了以几种不同种类阻燃剂阻燃的丁苯橡胶在氮气、空气气氛中的热失重行为和燃烧性能.TG结果表明:不同的裂解气氛显著地影响了样品的热裂解过程.在氮气气氛下,三个试样均有两个失重台阶,这两个过程主要发生在200~500℃,分别是助剂的分解和丁苯橡胶的分解,500℃时三组试样固体残留物的量分别为37.9%、37.1%、38.6%.在空气气氛下,三个试样均有三个热失重台阶,分别是助剂的分解、丁苯橡胶的分解、成炭物的分解,前两个过程与氮气气氛中一样主要发生200~500 ℃,500℃时三组试样固体残留物的量分别为40.3%、52.0%、42.1%,均高于氮气气氛中的残余质量,说明样品在空气中容易形成更多的炭化物;成炭物的分解发生在500~800℃,500~650 ℃时三组试样失重分别为8.7%、29.2%、10.9%,说明Al(OH)3/P阻燃丁苯橡胶虽然在500℃时残余质量最高,但是残炭物质耐热性较差,所以失重较多.Cone实验表明:在试样燃烧的初始阶段,Al(OH)JP阻燃体系成炭量大,对降低热释放速率(HRR)起主要作用;在试样燃烧的中后期,APP(聚磷酸铵)/PER(季戊四醇)阻燃体系对降低HRR起主要作用.【期刊名称】《世界橡胶工业》【年(卷),期】2015(042)004【总页数】7页(P10-16)【关键词】丁苯橡胶(SBR);无卤阻燃;热失重;锥形量热仪【作者】苑宾;李荣勋【作者单位】青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东青岛266042;青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ333.1热重分析是评价高聚物阻燃材料燃烧特性最重要的方法之一[1]。
在对阻燃聚合物材料的研究中,常用热失重试验(TG)来研究阻燃材料的热分解行为,并以TG残余物质量的多少以及热失重温度作为阻燃效果优劣的判断标准[2]。
丁苯橡胶(SBR)是用量最大的通用合成橡胶之一,被广泛应用于轮胎、胶管、胶带、电线电缆等橡胶制品的生产领域。
丁苯橡胶极其易燃,目前工业上生产阻燃SBR主要利用卤系阻燃剂。
卤系阻燃剂燃烧过程中释放出大量的黑烟及有害气体。
据调查,火灾中的死亡80%是由于烟的原因造成的。
无卤阻燃SBR不会生成卤化氢,且通过增加成炭量可以减少生烟量,因此工业生产上对无卤阻燃的需求量越来越大。
化学膨胀阻燃剂(IFR)在高温作用下,各个组分之间通过化学反应在材料的表面形成均匀的膨胀炭层,该炭层可以起到隔热、隔氧、防熔滴和抑烟的作用。
氢氧化铝是填料型阻燃剂中用量最多、应用最广的品种,它除了具有阻燃作用外,还可以降低发烟量,并且能中和聚合物热解放出的酸性气体。
采用IFR[APP(聚磷酸铵)/PER(季戊四醇)]、Al(OH)3/P和IFR/ Al(OH)3/P分别阻燃SBR,利用TG和差示热重分析(DTG)并结合锥形量热仪(Cone),探讨了IFR和Al(OH)3/P复合阻燃SBR的热降解行为和阻燃机理。
1.1 原料丁苯橡胶(SBR),牌号1502,中国石化齐鲁石化有限公司;氧化锌(ZnO),青岛鲁化化工有限公司;聚磷酸铵(APP),牌号S-1000,济南晨旭化工有限公司;季戊四醇(PER),天津市巴斯夫化工有限公司;红磷(P),牌号S-1000,青岛新材料科技工业园发展有限公司;氢氧化铝[Al(OH)3],青岛新材料科技工业园发展有限公司。
1.2 实验仪器开放式炼胶机,Φ160*320,上海轻工机械股份有限公司;硫化仪,GT-M2000-A,高铁检测仪器有限公司;平板硫化机,XLBD400*400,浙江湖州东方机械有限公司;锥形量热仪,标准型,英国FTT公司;热重分析仪,TG209F1型,德国NETZSCH公司。
1.3 试样制备基本配方(单位:份):丁苯橡胶100.0;氧化锌10.0;中超炭黑(N220)40.0;硬脂酸 2.0;硫磺 2.0;促进剂CZ(N-环己烷基-2-苯并噻唑次磺酰胺)1.8;促进剂DM(二硫化二苯并噻唑)1.5;防老剂RD(2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体) 1.0;磷酸酯 7.0;阻燃剂 40.0[并用比:APP:PER=30:10,Al(OH)3:P=26:14,APP:PER:Al(OH)3:P=15:5:13:7]。
将丁苯橡胶和各组分在开炼机上混合均匀,制硫化曲线,确定硫化条件。
利用平板硫化机进行压片,150 ℃下以15 MPa压力处理t(90)时间。
1.4 性能测试TG分析:升温速率20 ℃/min,温度范围20~800 ℃,在氮气和空气气氛下进行。
锥形量热仪测定按美国标准ASTM E1354进行,模压制备100 mm×100 mm×4 mm尺寸的标准试样,在热辐照功率50 kW/m2下模拟真实燃烧,测定材料的热释放速率(HRR)等指标。
2.1 SBR和阻燃SBR的阻燃和力学性能固定阻燃剂的用量为40.0份,分别利用IFR(APP:PER=30:10)、Al(OH)3/P[Al(OH)3:P=26:14]和IFR/Al(OH)3/P[APP:PER:Al(OH)3:P=15:5:13:7]制备阻燃SBR,并进行性能测试,结果如表1所示。
从表1中可以看出:纯SBR 的极限氧指数(LOI)只有19%,利用IFR阻燃可将LOI提高到22%,Al(OH)3/P阻燃可将LOI提高至23%,两者协同阻燃SBR的LOI为24%,UL-94防火等级能够达到V-2级。
将三组经阻燃的SBR试样进行了拉伸性能测试,可以看出:加入IFR的阻燃体系,其拉伸强度下降幅度较大。
2.2 氮气气氛下无卤阻燃SBR体系的热失重行为表2是氮气气氛下的纯SBR和阻燃SBR的热失重数据,图1、图2分别是氮气气氛下纯SBR和阻燃SBR的TG和DTG曲线。
从图1~2中可以看出:在氮气气氛下各体系均有两个失重台阶,在350 ℃之前均有明显的失重,这是促进剂和油类物质挥发和分解造成的,350~500 ℃有一个失重台阶。
未加阻燃剂的SBR在457.9 ℃有一明显的失重峰,质量损失55.9%,这是丁苯橡胶的热分解过程,在此温度下聚合物基体反应降解,大量的小分子气体物质逸出,造成聚合物质量的急剧下降;500 ℃的残炭量为33.0%。
SBR/IFR体系在206.8 ℃有一个明显的失重峰,这应该是APP和PER发生反应,生成磷酸酯类物质,同时释放出水分子、氨气,导致失重速率增加;在463.1 ℃有一个较大的失重峰,质量损失51.9%,这是SBR的分解峰,但是样品中氢氧化铝分解,生成Al2O3和水;在458.4 ℃处有一个较大的峰,质量损失为51.3%,这主要是SBR分解造成的,但是样品中SBR的含量仅为47.6%,所以还应存在其他分解反应。
经分析,应该是红磷解聚形成白磷,并释放气体的原因,可见红磷的分解温度和丁苯橡胶的分解温度接近;在500 ℃时,SBR/Al(OH)3/P体系的残炭量为37.1%,这是Al(OH)3分解成Al2O3造成的,没有生成磷酸铝,通过计算可知,如果生成了磷酸铝,则Al(OH)3/P几乎不失重,甚至还有少量的增加。
由此可知,在氮气气氛下Al(OH)3和P没有产生协同作用。
SBR/IFR/Al(OH)3/P体系在350 ℃内,没有明显的失重峰;在460.9 ℃有一个较大的峰,质SBR的含量仅为47.6%,比质量损失还要小,可见该温度区间APP与PER继续反应,并产生失重。
此外其峰值温度比纯SBR的峰值温度升高了5.2 ℃,这是因为APP与PER反应生成炭层,这种炭层一方面阻隔样品被加热,一方面减慢分解出的气体的放出,使得失重速率的峰值向高温方向移动;在500 ℃时,SBR/IFR的残炭量为37.9%,比纯SBR的残炭量多4.9%,这是因为APP和PER 反应生成的炭层,有利于提高材料的阻燃性能。
量损失为51.8%。
通过上面的分析可知:在该阶段,两种阻燃体系都有失重;在500 ℃时,SBR/ IFR/ Al(OH)3/P 体系的残炭量为38.6%,在三种体系中最高,可见,IFR、Al(OH)3和P可以相互促进成炭,使得成炭量增加。
2.3 空气气氛下无卤阻燃SBR体系的热失重行为表3是空气气氛下纯SBR和阻燃SBR的热失重数据,图3、图4是空气气氛下纯SBR和阻燃SBR的TG曲线和DTG曲线。
从图3~4中可以看出:各体系的热失重曲线均有三个失重台阶,前两个阶段与在氮气气氛中相似,第三个阶段是成炭物的分解。
从图3~4可以看出:SBR/IFR体系在455.0 ℃有明显的失重峰,这是SBR橡胶的热氧分解过程,该过程的质量损失为48.1%,而氮气中该阶段的失重峰温度为463.1 ℃,质量损失为51.9%,在空气气氛中该阶段的失重峰温度比氮气中的降低了8.1 ℃,但是质量损失减少了3.8%,所以空气中该样品容易形成更多的炭化物;SBR/IFR体系在703.0 ℃有另一明显的失重峰,这是N220和成炭物的热氧分解过程,峰值温度比纯SBR高了155.2 ℃,这是因为IFR形成的炭层覆盖在试样表面,减慢了热量的传递,抑制了N220和成炭物的快速分解。
在500 ℃,SBR/IFR体系的残炭量为40.3%,高于氮气中的37.9%,说明空气气氛下该样品能够形成更多的炭层,有利于提高阻燃效果;而到800 ℃时,残炭量为16.6%,而未加阻燃剂的SBR为7.0%,可见IFR的加入可以提高体系的残炭量。
SBR/Al(OH)3/P体系在461.3 ℃有明显的失重峰,主要是SBR的分解,该过程的质量损失为36.5%,而氮气气氛中该台阶的质量损失为51.3%,这是因为在氮气气氛下红磷转化成白磷挥发了,Al(OH)3转化成Al2O3并生成水,阻燃剂产生明显的失重;在空气气氛下红磷和氢氧化铝反应生成了磷酸铝,这不仅没有使阻燃剂失重,反而使其质量有少量的增加,而且磷酸铝可有效抑制丁苯橡胶的快速分解,最终降低了该过程的质量损失。
SBR/Al(OH)3/P体系在619.3 ℃有另一明显的失重峰,这是N220成炭物的分解过程,该过程的质量损失为28.0%,峰值温度比纯SBR高了71.5 ℃,但是比SBR/IFR体系低83.7 ℃,说明SBR分解形成的炭层最不稳定,容易在较低的温度下分解,SBR/Al(OH)3/ P分解形成的炭层比较稳定,SBR/IFR形成的炭层更加稳定。
在500 ℃,SBR/ Al(OH)3/P体系的残炭量为52.0%,氮气中残炭量只有37.1%。
500~650 ℃时阻燃SBR三组试样的质量损失分别为8.7%、29.4%、10.9%,说明Al(OH)3/P阻燃丁苯橡胶虽然在500 ℃时残余质量最高,但是残炭物质耐热性较差,所以失重较多;800 ℃时,SBR/Al(OH)3/P体系的残炭量为19.3%,剩余的残分包括磷酸铝、氧化锌等物质,可见Al(OH)3与P的协同效应可以提高残余质量。