EoW July 2010

Техническая статья Улучшение физико-

механических свойств негалогенизированных огнестойких компаундов Джереми Р. Остин, Герберт С.-И. Чао (компания «Сартомер»)

Аннотация Традиционно огнестойкость изделий из пластмассы обеспечивается введением галогенизированных соединений, таких как тетрабромобисфенол-A, или ТББФ-А. В последнее время в центре научных и промышленных исследований оказались вопросы перехода к использованию негалогенизированных ингибиторов горения, однако эти более безопасные альтернативные технологии отрицательно сказываются на физико- механическихсвойствах.Длявыполнения требований к распространению пламени концентрация минеральных наполнителей, используемых в качестве ингибиторов горения, должна составлять более 60 массовых долей. характеристик относительного удлинения и прочности при растяжении в сополимерах этилена и винилацетата (ЭВА), наполненных тригидратом алюминия (ТГА), используются функционализированные жидкие полибутадиены (ПБДЖ). Предварительное диспергирование связующих агентов с ТГА привело к увеличению относительного удлинения более чем на 200 %. Было доказано, что низкие концентрации функциональных групп, включая функциональные группы малеинового ангидрида, эпоксидные и аминовые группы, являются наиболее эффективными. Включение диакрилового ионного мономера обеспечило увеличение модуля упругости при растяжении, не доступное для материалов на основе ПБДЖ. 1 Введение Научные исследования показали, что галогенизированные ингибиторы горения (ИГГ) – это широко распространенные вещества, которые В настоящем улучшения исследовании для

сложностями. Для того чтобы обеспечить требуемую огнестойкость необходимы высокие концентрации ТГА, нередко составляющие более 60 массовых долей. После того как объемная доля неорганического наполнителя превысит 50%, отмечается выраженное ухудшение физических свойств компаунда. Plentz et al 1 продемонстрировали, что в полипропиленовых (ПП) компаундах, содержащих ТГА, существует взаимосвязь между концентрацией и крупностью наполнителя. Этот факт стал свидетельством не только того, что повышенная концентрация наполнителя отрицательносказываетсянафизических свойствах, но и того, что ТГА также должен агрегироваться с увеличением концентрации. что добавление функционализированного полимера является эффективным методом модифицирования межфазной адгезии на границе раздела между органической и неорганической фазами в полимерных композитах 2, 3, 4 . Mai et al 5 продемонстрировали, что включение в компаунды на основе ПП-ТГА модифицированной прививкой акриловой кислоты вызывает химическую реакцию между карбоксильными и гидроксильными группами соответственно в полимере и наполнителе. Было установлено, что улучшение межфазной адгезии повышает как термические, так ифизико- механические свойства. Аналогичным образом Wang et al 6 ввели в компаунд на основе ПП-Mg(OH) 2 привитый малеиновым ангидридом ЭПК и установили, что ЭПК-пр- МАН локализуется исключительно на межфазной границе раздела. Капсулирование Mg(OH) 2 повысило дисперсию наполнителя, что проявилось в повышении ударной вязкости. Plentz et al 1 ввели в исследуемую ими систему ПП-ТГА функционализированный Исследования показывают,

загрязняют окружающую среду. Вредные выбросы, образующиеся в результате производства, утилизации и вторичной переработки изделий из пластмасс, содержащихИГГ,представляютнастолько серьезную угрозу, что некоторые типы ИГГужеизъятыизэлектронныхустройств и бытовых товаров, а Европейский Союз ратифицировал нормативные акты, регламентирующие производство пластмасс, с целью запрещения использования этих веществ. С учетом предстоящего принятия аналогичных законодательных норм на всех континентах производители пластмасс на отдельных рынках в настоящее время заняты поиском альтернативных технологий. К настоящему времени выделен ряд негалогенизированных ингибиторов горения (ИГНГ), таких как фосфаты аммония, меламиновые компаунды, наноглины и гидратированные минералы. Тригидрат алюминия (ТГА) является признанным антипиреновым наполнителем для полимеров и не содержит галогенов. Как правило, действие ингибиторов горения заключается в задержке воспламенения за счет перекрытия доступа к огню топлива или подавления воспламенения. Между тем, при разложении ТГА происходит высвобождение водяных паров, что, как считается, отводит тепло от субстрата иразрежает подачу топлива. После образования коксового слоя остаток Al 2 O 3 препятствует миграции высвобождаемыхизполимеракислорода и летучих соединений, которые могут способствовать распространению экзотермической реакции. В большинстве областей применения можно использовать простой метод замены, когда один ИГНГ может заменить ИГГ. В отдельных случаях, например, с гидратированными минералами, такими как тригидрат алюминия или гидроксид магния, переход сопряжен с бóльшими

61

EuroWire – июль 2010 г.