南台科技大學化學工程與材料工程系高分子物性與加工.ppt

1、南台科技大學化學工程與材料工程系高分子物性與加工,無鹵阻燃劑對PC/ABS聚合體物性之影響,班級:化材三甲 學號49740044 姓名:張晉慈 任課老師:謝慶東教授,大綱,簡介 實驗設計與流程 實驗討論與分析 結論 參考文獻,簡介,本實驗所添加無鹵系列的阻燃劑，隨著阻燃劑的加入，其對塑膠物性多少會受到影響，故各系列無鹵阻燃劑添加入於PC 加玻纖及PC/ABS 的高分子基材中其阻燃效果的評估、以及兩種以上阻燃劑搭配加入高分子基材中的相乘阻燃效果、其與塑膠基材的相容性、加工性、穩定性與物性的影響,實驗設計I,(一)、第一階段 (1)先針對PC/ABS 的基本物性進行分析，主要探討PC/ABS 在不

2、同比例及添加不同規格的ABS 對物性的變化，以決定PC 應搭配使用何種的ABS 及其添加比例，分別進行兩組實驗，(2)第一組為變化PC/ABS(D-100)的比例分別為90/10、80/20、70/30、50/50 之物性比較；(3)第二組為PC 與不同規格ABS(D-100、D-120、D-150、747R)之物性測試研究，PC/ABS 先以70/30 比例測試，(ABS 在較高添加量下，如對物性無太大影響時則可往上提高比例，反之，則向下降低比例)。,實驗設計II,第二階段 (1)混練PC 添加不同種類玻纖之物性比較，以了解每支玻纖對PC 物性的影響；(2)另外再測試PC 加GF 再加不同比

3、例的clay 及PC加不同clay 之物性評估(3)測試無鹵無磷系列的阻燃劑(SFR-200、SFR-500、MCA、M-210S、Dow7051、Plastisan B、MC)在PC/ABS=70/30的混合比例下(選擇此比例目的，同第一階段實驗設計)，來評估各種阻燃劑對PC/ABS 的阻燃效果。,實驗設計III,第三階段 (1)利用塑譜儀測試各種阻燃劑加入PC/GF/clay=100/5.3/3 及PC/clay=100/5 的阻燃配方評估(2)接續第二階段實驗，繼續進行各種阻燃劑加入PC/ABS=90/10(搭配無鹵無磷系阻燃劑)及80/20(搭配磷系阻燃劑)的阻燃效果評估(3)分析市售

4、GEC6200、Dow 201-15 及Dow 310HF 等三種商品物料的物性。,實驗設計IV,第四階段 建立PC/GF 高分子基材可達UL-94 V0 等級的無鹵無磷阻燃配方之物性，與商品化的PC/GF 阻燃配方(Dow 310HF)進行比較，並且分析PC/GF 與PC/GF/阻燃劑的L.O.I(限氧指數)，以評估GF、阻燃劑個別對PC 的阻燃效果。,實驗流程圖,高分子膠粒分析,塑膠材料,其他添加劑,玻璃纖維,阻燃劑,雙螺桿押出混練造粒,物性測試,機械特性,阻燃特性,加工特性,耐熱性,實驗步驟,1.將所有設計規畫好的配方，依比例調配好後，利用塑譜儀將其混練融熔。 2.從塑譜儀取下完成的樣品

5、，放入適當模具中，經熱壓機熱壓成型後，再用冷壓機固化成型。 3.將成型後的試片從模具取下，裁切成試驗規範需求的尺寸後，進行燃燒測試。,實驗討論-第一階段實驗結果,不同PC 及ABS 之MI(230 /5 kg，g/10 min)分析,目前實驗選用的PC 201-15 之M.I.為3.85，而不同ABS 規格中，以D-100 的M.I.最接近PC201-15，其次為奇美的747R，此實驗主要目的為找出材料的搭配及其加工時之作業性評估。,實驗討論-第二階段實驗結果,加不同玻纖種類(PC/GF=92/8)之物性比較,玻纖的SEM 圖分析,第二階段實驗結果-分析I,310HFN 為Dow 的PC/GF

6、 阻燃商品化物料，利用射出機在相同射出條件下(sample810 射出條件相同)射出ASTM 標準試片量測物性，可做為研究PC 加玻纖的阻燃配方參考依據。由於添加阻燃劑會降低HDT、抗拉強度、斷裂伸長率及衝擊強度等物性，故在未加阻燃劑的sample810 其物性需比HF310 好，才有機會於添加阻燃劑後仍能保有優於HF310 商品料的物性。,第二階段實驗結果-分析II,在HF310 的SEM 圖中，由玻纖pull-out 的情況發現，纖維表面多為光滑且無明顯殘存樹脂的現象，表示玻纖與樹脂間並無特別強的界面；而sample 8 與sample 9 的SEM 圖中，也顯現出類似的情況；但在samp

7、le 10 的SEM 圖中，纖維表面有樹脂附著，表示纖維與樹脂的界面強度較佳，而此現象也與試片的衝擊強度值符合。由以上的結果，不同的玻纖種類對PC 的物性各有其優缺點，故很難說明使用何種玻纖對PC 最為有利，需依實際情況做選擇。,實驗討論-第三階段實驗結果I,實驗討論-第三階段實驗結果II,第三階段實驗結果-分析,實驗中當添加不同比例之各種阻燃劑於PC/GF/clay 或PC/clay 基材的阻燃比例中，其UL-94 阻燃測試大都為沒通過或只有V2 的等級，目前只有SAMPLE 49 及51 測試結果可達V0 等級。原因為clay 的加入會影響阻燃劑對PC 或PC/GF 基材的阻燃效果。因PC

8、 加clay 後，各種阻燃劑對PC 的阻燃效果均不佳，所以續做探討在不加clay 的情況下， 各種阻燃劑添加到PC/GF=100/7.53 基材中的阻燃效果評估。,實驗討論-阻燃性測試結果,阻燃性測試結果-分析,實驗結果，使用SFR-500 做為添加到PC/GF 基材中的阻燃劑，由L.O.I 的數據(上升)分析可知SFR-500 確實可以提高PC/GF 的阻燃效果，於UL-94 測試中1/8 吋厚試片阻燃劑添加至2.5phr 即可達V0 等級，1/16 吋厚試片需添加至5.0phr 才可達到V0等級。,結論I,1.在建立不同比例PC/ABS 高分子基材的物性中，隨著ABS 添加比例的增加，雖可

9、具降低物料成本的效果及提升M.I.效果，但是所得到的大部分的物性結果均是下降的。 2.在建立PC 與添加不同GF 種類的物性中，發現PC 添加玻纖後，對PC 基材的模縮、剛性是有幫助的，但也同時會大幅影響PC 基材的延伸率及抗衝擊強度，整個性質會變得較硬脆。而不同玻纖種類添加於PC 基材中各有其特點，本研究以使用型號102-1 的玻纖做為PC/GF 基材的阻燃配方可得到一較佳的阻燃效果。,結論II,3.在建立clay 添加到PC 或PC/GF 基材做為阻燃劑的物性中，發現clay 會大幅提高PC 的M.I.值，且會造成其他的物性性質下降，尤其是clay 加愈多時愈明顯，而在阻燃配方研究上，cl

10、ay 會影響PC的阻燃效果，使PC/GF/阻燃劑的阻燃效果變得更差。 4.目前在PC/GF 高分子基材中，可達UL-94 V0 等級的無鹵無磷系阻燃劑有：SFR-500、KS-FR 及LCP 三種，其所測得的物性並不輸給商品化的310HF，唯添加使用KS-FR 與LCP 這兩種阻燃劑時，需先做成較高濃度的母粒，再加入PC 進行混練，其混練效果較好，所得到阻燃特性較顯著。,結論III,5.目前在PC/ABS=90/10 的添加比例下，具有較好阻燃效果為氟系阻燃SFR-500，可達V1 等級；如果提高PC/ABS=80/20 的搭配比例下，則需添加磷系的阻燃劑方可達到UL-94 V0 的阻燃等級，目前使用RDP (20phr)搭配SFR-500(添加量2.5phr)的複合型阻燃劑，唯因