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

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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 在不同比例及添加不同規格的ABS

2、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 再加不同比例的clay 及PC加不同clay

3、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GEC6200、Dow 201-15 及D

4、ow 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，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

5、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I310HFN 為Dow 的PC/GF 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

6、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sample 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

7、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 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P

8、C/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I1.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

9、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II3.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，clay 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

10、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III5.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RDP 此種阻燃劑為屬於液態，在加工上較不方便使用，其所得到阻燃特性也可達商品料GE C6200 同等級效果。6.目前所得到的具阻燃特性的調配比例，其成本價格可控制在100元/kg 以下，符合當初設定目標。參考文獻逢 甲 大 學紡 織 工 程 研 究 所碩 士 論 文無鹵阻燃劑對PC/ABS聚合體物性之影響