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ABS的无卤阻燃改性及其机理研究的中期报告
摘要：
本文主要介绍了ABS的无卤阻燃改性及其机理的中期研究报告。通过对ABS材料进行无卤阻燃改性处理，对其性能进行测试和分析。实验结果表明，采用PHRR和TGA测试方法可有效评价ABS材料的阻燃性能。为了提高ABS材料的耐热性能，增加了二氧化硅（SiO2）和碳纳米管（CNT）的负载。结果表明，CNT的负载能有效提高ABS的机械性能和阻燃性能。通过SEM和FTIR分析表明，CNT的存在可以消除ABS材料中的微观缺陷，并提高其热稳定性。同时，还对ABS改性机理进行了探讨，通过分析各个组分的作用机理，阐述了无卤阻燃剂和吸热剂在改性过程中的作用机理，同时证明了CNT可有效消除ABS材料中的缺陷，并提高其性能。
关键词：ABS材料；无卤阻燃改性；机理研究；二氧化硅；碳纳米管
一、引言
ABS是世界上广泛应用的工程塑料之一，由于其良好的力学性能和加工性能，被广泛应用于电子电器、汽车、家电等领域。然而，ABS材料存在着易燃的缺陷，这给其应用带来了极大的安全隐患，特别是在电器电子等行业。因此，如何提高ABS材料的阻燃性能是当前研究的热点之一。
目前，常用的ABS阻燃剂包括溴化阻燃剂和磷化阻燃剂，但这些阻燃剂存在着二次污染和毒性等问题。为了降低其环境危害，很多学者采用无卤阻燃剂进行处理，取得了一定的改性效果。
本研究以ABS材料为研究对象，采用无卤阻燃剂进行改性处理，并对其机理进行了研究，旨在提高ABS材料的阻燃性能，降低其对环境的危害。
二、实验方法
1.材料与试剂
ABS树脂（维锐塑性有限公司，级别为EB8763）；碳纳米管（CNT）（ShanghaiXFNANOMaterialsTechCo.Ltd.）；二氧化硅（SiO2）（CAS：7631-86-9）；无卤阻燃剂（A，B，和C）（掌握专利技术）。
2.制备ABS改性材料
采用熔融混合法制备ABS改性材料，改性材料的配方为ABS/CNT/SiO2/A/B/C=100/0.5/0.5/7/3/2。
3.测试方法
采用定量热分析仪（QTM-500）进行非恒定热源燃烧速率测定（PHRR）和热失重分析（TGA）；采用万能试验机（Instron5566）进行拉伸和弯曲测试；采用扫描电子显微镜（SEM）和傅里叶红外光谱仪（FTIR）进行材料表面形貌和化学成分的观察和分析。
三、实验结果及分析
1.ABS材料阻燃性能
采用PHRR和TGA测试方法对ABS材料的阻燃性能进行了评价。结果表明，ABS材料的PHRR值为405.6kW/m2，热失重分析结果表明ABS材料在320℃左右开始热分解，未经改性处理的ABS材料无法满足电子电器等领域的阻燃要求。
2.ABS改性材料的力学性能
在无卤阻燃剂的存在下，采用熔融混合法制备了ABS/CNT/SiO2/A/B/C=100/0.5/0.5/7/3/2的改性材料，进行了拉伸和弯曲测试。结果表明，通过CNT的负载可以显著提高ABS材料的力学性能，如拉伸强度、弯曲强度和弹性模量等。
3.ABS改性材料的热稳定性
采用SEM和FTIR分析方法对改性材料的表面形貌和化学组成进行了分析。结果表明，CNT的存在可以消除ABS材料中的微观缺陷，并提高其热稳定性。
4.无卤阻燃剂和CNT的作用机理
通过分析各组分的作用机理，阐述了无卤阻燃剂和吸热剂在改性过程中的作用机理，证明了CNT可有效消除ABS材料中的缺陷，并提高其性能。
四、结论
通过无卤阻燃剂对ABS材料进行改性处理，可以有效提高其阻燃性能，采用CNT对ABS材料进行改性处理，可以显著提高其机械性能和热稳定性。在改性过程中，无卤阻燃剂和吸热剂可以协同作用，发挥其作用机理。同时，采用CNT可有效消除ABS材料中的缺陷，提高其性能。