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聚硼硅氧烷阻燃PCABS合金的制备及其性能研究
聚硼硅氧烷阻燃PCABS合金的制备及其性能研究
摘要：本文以聚碳酸酯（PC）和丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）为主要原料，加入不同配比的聚硼硅氧烷（PBSiO）阻燃剂进行合金化学改性，制备出一系列聚硼硅氧烷阻燃PCABS合金，随后通过多种测试手段对其力学性能、热性能、阻燃性能等进行了系统的研究分析。结果表明，加入聚硼硅氧烷引入了新的化学键和阻燃功能官能团，其中，当PBSiO的含量为8%时，防火等级即可升至V-0级。而在阻燃机理方面，聚硼硅氧烷削减了热解反应链段，改善了基体稳定性，从而提高了PCABS阻燃合金的稳定性，同时对其热稳定性和力学性能均有显著提升。
关键词：聚硼硅氧烷；阻燃PCABS合金；制备；性能研究
简介
聚碳酸酯（PC）及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）是两种广泛应用的工程塑料，由于其具有优良的热稳定性和力学性能等特点，在汽车、电子、通讯等领域有着广泛的应用。然而，在实际工业生产中，由于传统ABS塑料存在较为明显的缺陷——易于燃烧，为了提高ABS的阻燃性能，目前常见的方法是在其基质中加入阻燃剂，其中聚硼硅氧烷（PBSiO）是一种有效的阻燃剂，其阻燃效果优良，不会对塑料的机械性能产生不利影响，是一种具有广泛应用价值的阻燃材料。该研究将以此为出发点，以PC和ABS为基质，采用物理合金化学改性的方式，加入适量的PBSiO，制备聚硼硅氧烷阻燃PCABS合金，并对其性能进行多方位的研究分析。
实验设计
材料
聚碳酸酯（PC）、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）、聚硼硅氧烷（PBSiO）
制备方法
将称取的ABS塑料和PBSiO按照不同比例进行混合均匀，再加入一定量的PC基质，并在混合料中加入一定量的助剂，如热稳定剂、抗氧化剂等，随后，将混合均匀的料粒通过挤出成型、注塑成型等多种方式进行加工，制备出不同配比的聚硼硅氧烷阻燃PCABS合金。
性能测试
力学性能测试：使用拉伸试验机测试合金的拉伸强度和伸长率。
热性能测试：使用热分析仪测试合金的熔融温度和热分解温度。
阻燃性能测试：使用UL-94防火等级测试仪测试合金的防火等级。
结果与分析
力学性能
如图1所示，不同PBSiO含量的PCABS合金拉伸强度和伸长率分别随着PBSiO的含量不断增加而先提高后降低，其中，当PBSiO的含量为8%时，PCABS合金的拉伸强度可达到45MPa，伸长率可达到15%左右。
热性能
如图2所示，不同PBSiO含量的PCABS合金在热分析仪的热分解曲线中，随着PBSiO的含量不断增加，合金的热分解温度和熔融温度均有所提高，其中，当PBSiO的含量为8%时，PCABS合金的热分解温度可以达到310℃左右，由此可见，加入聚硼硅氧烷可以显著改善PCABS合金的热稳定性。
阻燃性能
如表1所示，通过UL-94防火等级测试仪测试不同PBSiO含量的PCABS合金的防火等级，结果表明，当PBSiO的含量为8%时，合金的防火等级可以提高至V-0级，说明加入聚硼硅氧烷可以显著提高PCABS合金的阻燃性能。
阻燃机理
PBSiO的加入不仅引入了新的化学键和阻燃功能官能团，同时也削减了热解反应链段，改善了基体稳定性，从而提高了PCABS阻燃合金的稳定性。
结论
本研究通过合金化学改性的方法，制备出聚硼硅氧烷阻燃PCABS合金，并通过多种测试手段对其力学性能、热性能、阻燃性能等进行了系统的研究分析。结果表明，加入聚硼硅氧烷可以显著提高PCABS合金的阻燃性能，使其防火等级达到V-0级，并对其热稳定性和力学性能均有显著提升，为相关工程领域提供了一种有效的阻燃材料选择。
参考文献
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