聚苯乙烯阻燃材料研究进展

《阻燃材料》

结业论文

题目聚苯乙烯阻燃材料研究进展

学院化学与材料工程学院

年级13级专业安全工程

班级1507131 学号150713106

学生姓名金杰

任课教师李爱英职称副教授

论文提交日期2016.7.8

聚苯乙烯阻燃材料研究进展

摘要

本文主要是介绍了聚苯乙烯（PS）的阻燃方法，包括本体阻燃、卤素阻燃、磷系阻燃、无机阻燃，膨胀阻燃、黏土阻燃等，分析了各种阻燃PS的阻燃机理，并指出了阻燃 PS 复合材料的发展方向。

关键词：聚苯乙烯阻燃研究进展

目录

1 聚苯乙烯阻燃研究背景 ················································· - 1 -1.1 聚苯乙烯的发展历程······························································· - 1 -

1.2研究的意义············································································ - 1 -

2 聚苯乙烯的阻燃方法 ···················································· - 2 -2.2 添加型阻燃 PS ······································································ -

3 -

2.2.1 卤系阻燃体系 ·································································· - 3 -

2.2.2 无机阻燃体系 ·································································· - 4 -2.3 磷系阻燃体系········································································ - 5 -2.4 膨胀阻燃体系········································································ - 6 -2.5 黏土类阻燃体系····································································· - 6 -

2.6 其他阻燃方法········································································ - 7 -

3 结语 ········································································· - 8 -参考文献： ··································································· - 8 -

1聚苯乙烯阻燃研究背景

1.1聚苯乙烯的发展历程

从十九世纪中叶起，人们就认识到苯乙烯是一种具有独特刺激性甜味的无色透明液体，而且它可以自一定的条件下转变成一种几乎无味的树脂状固体，人们把这种树称作“介苏合香烯”

苯乙烯在空气总很容易聚合，所以一点也不令人奇怪，早在1900年就出现了大量关于它“聚合”的实验报道。1939年，以为柏林的药剂师Eduard Slimon,用碳酸钠溶液蒸馏从“土耳其树”中得到的苏合香脂得到一种油状物质，他经过分析把这种物质命名为苏合香烯，后来我们称之为苯乙烯。第一个聚苯乙烯样品的表征是由德国有机化学家Staudinger来完成的。经过很长时间的不断发展，通用聚苯乙烯、发泡聚苯乙烯和橡胶改性聚苯乙烯各自诞生，在各自的应用上发挥了重要的作用。近代，ABS、ASA等也有所发展，在合成树枝状和多分支苯乙烯聚合物方面的进展也为新的产品的开发做出了贡献。到现在为止，还有很多苯乙烯与三个或者更多的其他单体共聚的产物没有实现工业化。这些都将有待以后随着领域的不断研究深入而不断实现工业化，产出更多与环境友好型的新型材料。

1.2研究的意义

五大合成树脂中的聚苯乙烯属于聚苯乙烯系聚合物。在我国聚苯乙烯又是尽十五年来需求增长速度最快的合成树脂，相当于旺盛的需求，我国聚苯乙烯的生产能力虽然增长很快，但远不能满足需求，不得不依靠大量进口。未来几年，中国的聚苯乙烯的需求量还会以一定的速度增长，2011年为430万吨左右。根据预测，我国的聚苯乙烯的生产能力2011年将达到320万吨左右。

聚苯乙烯(PS)是五大通用塑料之一，具有良好的力学性能、电绝缘性能和加工性能，且尺寸稳定性好、易着色，被广泛应用于电器、装饰、建筑、交通、军工等各行业之中。然而，PS同大多数聚合物一样，一旦与火焰接触即被点燃，移开火源后仍能燃烧, 且放热量大、发烟量大，并释放有毒气体。因此，将PS 用于制造要求防火安全的产品时，必须进行阻燃处理。

1987年美国国家标准局采用小型及大型试验，比较了下述五种典型的塑料

制品的阻燃及未阻燃的火灾险性：

[1]聚苯乙烯电视机外壳；

[2]聚苯氧电子计算机外壳；

[3]聚氨酯泡沫塑料软椅；

[4]带聚乙烯绝缘层和橡胶护套的电缆；

[5]不饱和聚酯玻璃钢电路板。

试验结果表明：

[1]发生火灾后可供疏散人口和抢救财产的时间是未阻燃的15倍；

[2]材料燃烧时的质量损失速度，阻燃试样是未阻燃试样的1/2；

[3]材料燃烧时的放热速度，阻燃试样是未阻燃试样的1/4；

[4]材料燃烧时生成的有毒气体量，阻燃试样为未阻燃试样的1/3；

[5]阻燃试样与未阻燃试样两者燃烧时生成的烟量相差无几。

试验结果表明阻燃材料的火灾安全性在很多方面都明显高于未阻燃的同类材料。

阻燃剂是提高材料的耐热性，即延缓材料被引燃及抑制火焰传播的助剂。主要用于合成高分子材料，包括塑料、橡胶、纤维、木材、纸张、涂料等。目前全球六大通用高分子的总产量已经达到1.6万吨-1.7万吨/年，其中6%-7%，即1000万吨-1200万吨/年被阻燃，其中电子-电器工业使用的塑料约为12%-16%被阻燃，而工程塑阻燃的比例更高。就用量而言，阻燃剂已经成为仅次于增塑剂的第二大合成助剂。

聚苯乙烯的阻燃改性经历了较长时间的发展，已经形成了以本体阻燃材料、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替代卤系阻燃剂的发展趋势。因此研究阻燃型的聚苯乙烯依旧任重而道远，意义重大。

2聚苯乙烯的阻燃方法

2.1 本体阻燃 PS

工业上一般采用添加各种阻燃剂的方法来生产阻燃PS 树脂，但这样往往