高抗冲聚苯乙烯树脂(PS-HI)具有优良的流动性、韧性和尺寸稳定性，可广泛应用于家用电器、办公用品和电子电气等领域。PS-HI属于典型的易燃聚合物，与丙烯腈–丁二烯–苯乙烯塑料(ABS)一样，极限氧指数只有18%，为确保产品具有一定防火安全性，传统方法是通过使用溴系阻燃剂和三氧化二锑来达到一定阻燃效果。但在这种纯溴锑体系下，阻燃PS-HI材料密度大、热稳定性差、模具腐蚀性严重，具有较多应用缺点。

金发科技股份有限公司通过使用溴锑阻燃体系及自制有机成炭剂，并使用SBS进行增韧，制备了新型阻燃PS-HI材料，对其综合力学性能进行了分析研究，采用垂直燃烧法和锥形量热法对其燃烧行为进行了分析。

●阻燃PS-HI材料的制备

采用PS-HI作为树脂基体，溴锑阻燃体系，使用SBS进行增韧及自制有机成炭剂，制备阻燃PS-HI，其配方组成见下表。

●物理和力学性能分析

下表是三种材料的物理和力学性能测试结果，阻燃PS-HI相对PS-HI树脂，拉伸强度和断裂伸长率下降，弯曲强度提升，这主要与材料体系中的阻燃剂填充有关，阻燃性能均达到了1.6 mm V–0等级，具有优异的物理综合性能。

下图是三种材料的Izod缺口冲击强度、密度和熔体流动速率的测试结果，与传统阻燃PS-HI相比，新型阻燃PS-HI具有较高的韧性、较低的密度、较好的流动性、综合性能较好，韧性提高了16%，密度降低了0.6%，流动性提高了6%。

仪器化冲击结果

材料的韧性越好，断裂需要的加速度越大，材料的加速度依次增大，摆锤与试样发生作用力后，由图可知，PS-HI树脂的加速度最大，新型阻燃PS-HI的加速度高于传统阻燃PS-HI，加速度越低说明裂纹越容易形成，材料的韧性越差。传统阻燃PS-HI受力后容易产生大裂纹，导致快速开裂，并在较短的时间内加速度出现最大值，而新型阻燃PS-HI在多次受力后加速度达到最大值，出现最大加速度的时间也较晚，说明新型阻燃PS-HI具有较好的韧性。

●热分析

阻燃PS-HI的TG曲线出现两个失重阶段，第一个阶段是阻燃剂的分解，第二个阶段是树脂的分解，新型阻燃PS-HI质量损失2%的分解温度(T2%)高于传统阻燃PS-HI，两个失重阶段的最大分解温度(T1，T2)较高，具有较好的热稳定性。

●锥形量热测试

左下图是三种材料热释放速率(HRR)曲线，PS-HI树脂具有最大热释放速率，传统阻燃PS-HI与新型阻燃PS-HI的最大热释放速率接近，但新型阻燃PS-HI最大热释放速率出现时间较早、持续时间较短、燃烧过程较缓和，未出现剧烈燃烧现象。

右下图是三种材料的THR曲线，PS-HI树脂具有最大的THR，新型阻燃PS-HI比传统型阻燃PS-HI的热释放总量低，在新型成炭剂的作用下，PS-HI树脂的燃烧不剧烈，在较低的含量下，燃烧行为的差异性非常明显，具有较高的阻燃协效性，主要与新型阻燃体系的阻燃机理有关。

左下图是三种材料的烟生成速率(SPR)结果，PS-HI树脂属于易燃性聚合物，燃烧过程较快较充分，最大烟释放速率出现时间较晚，持续时间较短。由图可知，传统阻燃PS-HI的SPR最大，最大烟成速率持续时间最长，这与溴锑阻燃机理有关。新型阻燃PS-HI烟生成速率最低，出现最大烟生成速率的时间较快，持续时间最短，达到最大值后燃烧反应很快得到抑制，烟生成速率急速下降，这与其热释放特点呈现了较好相关性，在较短时间内出现最大热释放，但在此温度下，阻燃剂的阻燃效率得到高效发挥，使得燃烧反应得到快速遏制，烟释放和热释放快速下降，燃烧过程也较缓和。

右下图是三种材料的烟生成总量(TSP)结果，PS-HI树脂不含阻燃剂，燃烧过程快速而充分，烟释放总量较低，两种阻燃PS-HI的烟释放总量均较大，这主要是由于溴系阻燃PS-HI在燃烧过程中产生大量溴化氢气体，烟生成总量较大。新型阻燃PS-HI具有较低的溴含量，在成炭剂的作用下，在燃烧过程中总烟释放量较低，火灾危害性较低，具有独特的燃烧行为特点。

●结 论

(1)新型阻燃PS-HI具有较好的韧性、较低密度、较高流动性，综合力学性能优异。

(2)新型阻燃PS-HI具有较好的热稳定性，具有促进成炭的作用。

(3)新型阻燃PS-HI具有较低的热释放、较低的烟释放、阻燃效率高，可明显抑制PS-HI树脂的剧烈燃烧，具有较好的阻燃性。

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