1、水平、垂直燃烧试验方法[11] （GB2408-80）

水平试验法是在实验室条件下测试试样水平支撑下的燃烧性能。

（1） 试验装置

试验在燃烧箱内进行，箱体左内侧装有一支内径为9.5mm的本生灯。其内右侧有固定试件的试件夹。本生灯向上倾斜45度，并装有进退装置。试验用燃气为天然气、石油气或煤气，并备有秒表及卡尺。

（2）试验方法 A．

试件制备 每种材料需5个试件，每个试件要求平整光滑，无气泡，长125±5mm，宽13.0±0.3mm，厚3.0±0.2mm，对厚度为2-13mm的试样也可进行试验，但其结果只能在同样厚度之间比较。

B．试验步骤

首先在试样的宽面上距点火源25mm和100mm处各划一条标线，再将试件以长轴水平放置，其横截面轴线与水平成45度角固定在试件夹上。在其下方300mm处放置一个水盘。点燃本生灯，调节火焰长度为25mm并成蓝色火焰，将火焰内核的尖端施用与试样下沿约6mm长度。并开始计时，施加火焰时间为30秒。在此期间内不得移动本生灯，但在试验中，若不到30秒时间试件已燃烧到第一标线，应立即停止施加火焰。停止火焰后应作如下观察记录 。 a．2S内有无可见火焰; b．如果试样继续燃烧，则记录火焰前沿从第一标线到第二标线所用时间t，求其燃烧速度V： V=75/t (mm/min) c．如果火焰到达第二标先前熄灭，记录燃烧长度S: S=(100-L)mm 式中： L——从第二标线到未燃部分的最短距离，精确到1mm。 观察其他现象，如熔融，卷曲，结碳，滴落及滴落物是否燃烧等。

C．结果的评定

每个试验按下列归类 a．GB2408-80/Ⅰ :试样在火源撤离后2s 内熄灭 b．GB2408-80/Ⅱ :火焰前沿在到达第二标先前熄灭，此时应报告试样燃烧长度S （如燃烧长度50mm，报告为GB2408-80/Ⅱ-50mm） c．GB2408-80/Ⅲ :火焰前沿到达或超过第二标线，此时应报告燃烧速度V (如燃烧速度为20mm/min 报告为GB2408-80/Ⅲ-20mm/min). 试验结果以5个试件中数字最大的类别作为材料的评定结果，并报告最大燃烧长度或燃烧速度。

垂直燃烧法 （GB2409-84）

垂直燃烧法是在规定条件下，对垂直放置具有一定规格的试样施加火焰作用后的燃烧进行分类的一种方法。 （1） 试验装置 试验是在内部尺寸为329mm×329mm×780mm的燃烧箱内进行。燃烧箱顶部开有直径150mm的排气孔，为防止外界气流对试验的影响，在距箱顶25mm处加一块顶板，燃烧箱右侧装有试件夹支座，并达到试件固定后能处于燃烧箱中心位置。箱体左侧装有向上倾斜45度的本生灯一个。固定在控制箱的水平滑道上。箱体下部放置一个放脱脂棉的支架。其他备用的还有秒表及卡尺。 （2） 试验方法 A．试件 每组试样需5个试件，要求平整光滑无气泡。长130±3mm,宽13.0±0.3mm.厚3.0±0.2mm。制好的试件应在标准气候条件下调节48小时。 B． 试验步骤 试件垂直固定在实件夹上，试件上端夹住部分为6mm.放好脱脂棉。在距试件150mm处点燃本生灯，调节火焰高度为20±2mm，并呈蓝色火焰。将本生灯中心置于试件下端10mm位置，火焰对准试件下端中心部分。开始计时。当对试件施加火焰10s后移开火源，记录试件有焰燃烧时间，试件有焰燃烧熄灭后，按上述方法再施加火焰10s，分别记录移开火焰后试件有焰燃烧和无焰燃烧时间。 C．结果评价将试件的燃烧性能按下面规定为FV-0, FV-1, FV-2, 三级。

V-0：垂直试样在10秒内停止燃烧；不允许有液滴；

V-1：垂直试样在30秒内停止燃烧；不允许有液滴；

V-2：垂直试样在30秒内停止燃烧；允许有燃烧物滴下。

如果一组５个试样中有一个不符合表中要求应再取一组试样进行试验，第二组５个试样应全部符合要求。如果第二组仍有一个试样不符合表中相应要求，则以两组中数值最大的级别作为该材料的级别。如果试验结果超出ＦＶ－２项应要求，则该材料不能采用垂直燃烧法评定

氧指数测定仪|氧指数测试仪使用说明和测定办法

1 氧指数测定仪|氧指数测试仪据GB2406规定，燃烧筒内混合气气体流速为40厘米/秒，据此选择流量，玻璃筒内径为100mm，则流入筒内的混合气流量范围为：14.1L/min~23.6L/min，例如氧气浓度为15%时可取氮气流量为12L/min，氧气流量为2.1L/min。

2 取标准试样10根，（对每根进行测量，并记录在试样一端50mm处划线，将另一端插入燃烧筒内的试样夹中，其安装位置应符合GB2406规定）。

3 选取试样夹，根据试样类型，选取自撑型试样夹或非自撑型试样夹，装于高度可调的滑套顶端。如高度超过GB2406规定的高度可卸下调高滑套将试样直接装于滑套上。

4 根据资料或经验选定最初氧浓度。如不了解，可在空气中点燃试样，注意观察燃烧情况，如试样燃烧很快，氧的最初浓度先定为18%，如试样在空气中点燃后马上熄灭，则根据点火的难易和离火后的熄灭情况选择氧浓度25%或更高。

5 关闭流量计调节阀（顺时针方向旋转）．打开氧、氮气钢瓶阀门，调节减压阀，使压力为0.2-0.3Mpa。然后调节稳压阀，使控制面板上的氧气、氮气压力表压力指示为0.05-0.15MPa。(注意：稳压阀出厂前已经调好，不用再调．如果有偏差，可少量微调)．然后调节流量计调节阀，逆时针方向旋转流量增大，顺时针方向旋转流量减小直到关闭，使流量达到预定的流量。测试前或改变浓度时，系统必须冲洗30秒钟。

6 氧指数测定仪|氧指数测试仪的系统冲洗后，用丙、丁烷或天然气或液化气体点燃试样，点火器喷嘴垂直向下时，点火器火焰长度为12~20mm，试样点燃后，立即撤去火源。

7 按GB2406规定的方法进行试验，并记录下试验情况，并按其规定的方法计算氧指数，填写试验报告单。

GB2406《塑料燃烧性能试验方法 氧指数法》规定测夹住下端能直立的塑料，试样燃烧时间为3min，从试样的宽面上距点火端50mm处划一标线。试样的燃烧时间超过3min或火焰前沿超过标线时，就降低氧浓度，试样的燃烧时间不足3min或火焰前沿不到标线时，就增加氧浓度，如此反复，直至两者所得氧浓度之差小于0．5％。

（2）试验方法

A．试件制备

每组样品应5-10个试件，每个试件长70-150mm,宽6.5±0.5mm,厚，3.0±0.5mm，并要求试件表面平整光滑，无气泡

B．试验步骤

试验进行前应将试件在距点火源50mm处划一条刻度线，再垂直装在试件夹上，其上端到燃烧筒的距离大于10mm，估计初始氧浓度并进行调节，应保持任何时候燃烧桶内的气流流速为40±10mm/s。让调节好的气流流动30s，以便清洗燃烧筒。然后用点火器点燃试件顶部，确认试件顶部全部点燃时，移去点火器并开始计时。此时不得任意改变流量和氧浓度。

试验过程中，若试样燃烧时间超过3min,或火焰前沿超过标线，应降低氧浓度再进行试验。，反之则应增加氧浓度。当调节到氧浓度值的增加或减少之差小于0.。5%时，应以降低的氧浓度值计算材料的氧指数。在该范围内进行三次试验。，

C．结果计算

氧指数（OI）的计算公式：

OI=[O2] / [O2]+[N2]×100%

式中 [O2]——氧气流量 L/min：

[N2]——氮气流量 L/min..

三次试验结果的平均值即为该材料的氧指数。

各种有机聚合物的氧指数都以测过。一般OI≥27的物质为阻燃性物质。（见附表）

D． 讨论

影响氧指数的因素

a． 流速

在30和120mm/s, OI几乎与气流无关，，流速必须足够快，以便从最近处的气氛中清除烧过的气体，但又不能太快，以免在火的前沿增加混合速度。

b．试样的厚薄

材料随试样变薄而变得更易燃烧 ，氧指数值下降。

c． 压强

有些聚合物其OI 表现对减压敏感，这可能由于通过不断除去产物而使聚合物的降解加速。 d．惰气

当用Ar 、Ne 、CO2气体时，维持燃烧所需的氧分数（OF）表示 ：

OF = [O2] / [惰气]

OF值随气体的热容而线性的增加。当用Hr时，OI值比预料的大50%，这是由于Hr气的高导热率把热从火焰中带走的缘故。

e． 温度

温度对OI有很大的影响，在室温下温度对OI的影响不大。在高温下各种聚合物OI对温度的关系各不相同。

f． 数值与点火位置的关系

底部点火与顶部点火可以得到不同的氧指数值，底部点火较顶部点火更接近实际燃烧情况，其氧指数值低得多。

第二篇：聚碳酸酯阻燃测试方法结果分析

1734

20xx年第10期(38)卷

*

聚碳酸酯阻燃测试方法结果分析

刘述梅1,2,蒋智杰1,赵建青1,2,叶?华1

(1.华南理工大学材料科学与工程学院,广东广州510640;

2.华南理工大学聚合物成型加工工程教育部重点实验室,广东广州510640)

摘?要:?采用氧指数法、垂直燃烧法、锥形量热仪法对二苯基砜磺酸钾(KSS)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚氨丙基苯基倍半硅氧烷(PAPSQ)三元复合改性聚碳酸酯(PC)的阻燃性进行表征。结果表明在三者用量分别为0.1%、0.3%、0.3%时,改性PC的极限氧指数(LOI)达38.8%、阻燃等级通过UL94V?0@1.6mm,锥形量热燃烧参数方面有效燃烧热峰值(PEHC)比纯PC降低11.5%、点燃时间延长8s,而释热速率(HRR)却高10%左右,不同的测试方法得出的阻燃性能结果存在较大差异。采用FTIR分析LOI和锥形量热燃烧炭层发现前者为高度交联的芳香化合物结构,而后者PC燃烧彻底,PAPSQ迁移至表面燃烧生成SiO2。关键词:?聚碳酸酯;阻燃等级;释热速率;炭层中图分类号:?TQ323.6文献标识码:A文章编号:1001?9731(2007)10?1734?04

2?实?验

2.1?原料与试剂

PC:日本帝人化成,L1250Y;KSS:SlossIndus?triesCorporation,PVDF:上海三爱富新材料股份有限公司,FR900;PAPSQ:按文献[2]自制。2.2?实验设备及仪器

双螺杆挤出机:SJSH?Z?30型,南京橡塑机械厂;塑料注射机:TTI?160F,东华机械有限公司;氧指数仪(FireTestingTechnologyLtd,U.K),按GB/T2406?93标准进行测试;垂直燃烧仪(FireTestingTechnologyLtd,U.K),按UL94V测试;锥形量热仪(CONE,FireTestingTechnologyLtd,U.K),按照ISO5660?1标准在50kW/m2热辐照功率下进行试验,样品尺寸100mm?100mm?6mm。2.3?共混工艺及试样制备

将PC在120 干燥10h,然后按设计配方与KSS、PAPSQ、PVDF等(以PC的质量百分比计)混合均匀,用双螺杆挤出机熔融挤出造粒,挤出机各段温度设定为240~275 ,主机转速100r/min,喂料转速40r/min。将挤出产物充分干燥后,用注塑机制成标准

6

试样,注塑压力:7.84?10Pa,注射温度设定250~285 。

1?引?言

聚碳酸酯工程塑料以优异的透明性、冲击强度和耐蠕变性广泛应用于汽车、电子电器工业等,近年来用量超过尼龙,跃居首位。PC具有一定的自熄性,但还是可燃,并且燃烧时会滴下热熔体,引起附近材料着火。随着PC用量的增加,其阻燃研究越来越重要。PC的自熄性使其阻燃相对容易,有机磺酸盐被较多地用于无卤阻燃PC,0.1%KSS使PC极限氧指数从27.0%提高到38.3%,垂直燃烧3.2mm样条通过UL94V?0级(记为UL94V?0@3.2mm,其它同),且不影响PC的光学性能和力学性能。KSS与其它添加剂复合可以进一步提高PC的阻燃等级,本课题组[1]对KSS与PVDF、PAPSQ复合使PC达UL94V?0@1.6mm进行了报道。在进一步研究三者复合改性PC阻燃性时发现各燃烧测试方法结果相互独立,变化方向不一致,比如在UL94阻燃等级提高的情况下LOI不一定提高;在阻燃等级和LOI较高的情况下锥形量热分析数值中HRR并没有下降。为此,本文采用目前最通用的3种可燃性测试方法氧指数法、垂直燃烧法、锥形量热法对该阻燃体系的火灾安全性进行了更深入的研究。

3?结果与讨论

3.1?氧指数法和垂直燃烧法测定阻燃性能

LOI定义为在规定条件下,试样在氮、氧混合气体中维持平衡燃烧所需要的最低氧气浓度(体积百分含量)。LOI越大,材料在燃烧时所需的氧气浓度越高,聚合物越难燃烧,阻燃性能越好。用LOI来衡量材料的燃烧性能虽然已引起很多争论,但其测定重复性高,试验方法简单,目前作为鉴别聚合物可燃性的重要方法被广泛使用。UL94可燃性测试由美国保险业实验室开发,是广泛使用和经常引用的塑料可燃性能测试方法之一,也是当前普遍采用的阻燃国际标准,在工业上诸如电子电器领域中使用的树脂通常要求通过UL94V?0级。纯PC的LOI值为27.0%,阻燃等级UL94V?2@3.2mm。单独采用0.1%KSS阻燃PC

*

基金项目:国家自然科学基金资助项目(20574020);教育部重点实验室开放资助课题(20061001)收到初稿日期:2007?03?16收到修改稿日期:2007?05?14通讯作者:赵建青

:?1968-),女,,,

刘述梅等:聚碳酸酯阻燃测试方法结果分析1735

(简称KPC),LOI为38.3%,阻燃等级达UL94V?0@3.2mm。对于薄壁制品,一般要求PC阻燃等级通过UL94V?0@1.6mm,由于试样更薄,阻燃更困难。在对KPC的1.6mm样条进行垂直燃烧测试过程中发现滴落严重。增加KSS的用量,PC阻燃等级不提高,当KSS用量增加到0.3%时,LOI值反而下降到35.4%;加入量为1.0%,LOI降为29.0%,垂直燃烧结果是点燃后燃烧时间大幅度增加,滴落严重,甚至不能通过UL94V?0@3.2mm。KSS阻燃机理是其受热分解产

[3]

生的二氧化硫酸性气体可加速PC热降解,产生更多的CO2和易交联的降解产物,一定条件下交联生成坚硬的芳香化合物阻燃炭层。PC降解的速率和方式与二氧化硫的量及降解温度有关。KSS的加入使PC热降解温度提前,0.1%KSS使PC的5%失重温度(T5%)、最大失重速率温度(Tmax)分别降低23、24 ;KSS加入量越大,则提前越多,1.0%KSS使PC的T5%,Tmax分别降低41、44 ,文献[4]指出磺酸盐的适宜用量是使PC的最大失重速率较高而热分解温度又不提前,因为热分解温度低导致点燃着火早,这样成炭温度低,生成的炭层结构不阻燃。0.1%KSS使PC热分解温度有所提前,但最大失重速率增加较多,因此有一定的阻燃作用,而1.0%KSS使PC的热分解温度提前太多致使阻燃作用降低。对于单独使用KSS的情况,LOI值、UL94阻燃等级变化方向一致,LOI提高,UL94阻燃等级增加。

KSS与PVDF、PAPSQ三者复合阻燃PC情况下,LOI较多地受KSS用量控制。当KSS用量为0.1%,PVDF与PAPSQ的总量<1%时,复合阻燃

PC的LOI在(38!1)%范围变化,而UL94等级则与PVDF、PAPSQ的使用有关,不同配方的阻燃PC均能通过UL94V?0@3.2mm,少数能通过UL94V?0@1.6mm。当0.1%KSS、0.3%PVDF和0.3%PAPSQ复合阻燃PC(简称KFSPC)时,LOI为38.8%,与单独使用KSS相比仅略有上升;在垂直燃烧试验中1.6mm样条第一次点燃离火即熄,第二次点燃后燃烧很短时间(1~3s)后自熄,5根样条情况一致,十分容易通过V?0级。由上可知,仅用LOI值很难判断复合阻燃PC的性能,用UL94判断标准则可描述阻燃性能的变化。

LOI燃烧试验中发现加入了KSS的PC出现明显的膨胀、发泡以及成炭等现象,说明KSS对PC具有催化膨胀阻燃作用。纯PC、KPC、KFSPC样条在各LOI下燃烧后的照片如图1。在测定时观察到纯PC燃烧过程中生成的炭层不能覆盖燃烧表面,熔体下滴,从照片上可以看到黑色炭层中夹杂有焦状的PC树脂。KPC样在38.3%的氧含量下,熔体发泡膨胀程度高,燃烧表面产生了完整的炭层屏障,这个屏障层阻止热量的交流和氧气的进入,同时还吸附燃烧过程中熔融的PC,使燃烧过程中产生的熔滴现象基本克服,但熔体不够坚硬,向下卷曲。加入了PVDF、PAPSQ的KFSPC在38.8%的氧含量下,发泡熔体没有向下卷曲,表面炭层覆盖物变得更加坚硬致密,隔氧隔热作用强,这是由具有增加熔体的粘度从而起抗滴落作用的PVDF以及PAPSQ在燃烧时逸出表面与PC的分解

[5]

物生成含有Si?O键和(或)Si?C键的坚硬炭层的

结果。

图1?PC、KPC、KFSPC在LOI下燃烧炭层的照片

Fig1CharphotographofPC,KPC,KFSPCafterLOIdetermination

??在垂直燃烧中纯PC易产生滴落,滴落部分带走PC的热裂解,对燃烧剩余样条进行观察,没有发现明热量,上部分剩余样条一般情况下则自熄。KPC的显的膨胀现象。3.2mm样条两次点燃后均立即自熄,而1.6mm样条3.2?锥形量热仪燃烧参数分析易点燃,点燃后燃烧时间变长,产生滴落,这说明在氧指数法和垂直燃烧条件下均只提供引燃能量,KSS作用下PC形成的炭层阻隔作用不够强。KFSPC属于小火燃烧,与实际的火灾现场相差甚远。比较之的1.6mm样条第一次点不燃,第二次点燃后燃烧时间下锥形量热仪试验能够较综合地评价材料在受热燃烧短,这说明点燃过程中迅速形成了坚固的阻燃炭层覆过程中的各种性能,实验结果更接近材料在实际火灾KF?

1736

20xx年第10期(38)卷

SPC的燃烧过程进行测定,它们的HRR随时间变化关系如图2,图上呈现两个明显的峰,表明燃烧分两个阶段:第一个应为表面PC的燃烧,PC受热在表面迅速形成膨胀的炭层,该炭层阻止了外部辐照热向材料内部传递,使表面层的温度迅速升高,导致表面层的PC更早地进行热降解产生可燃性挥发物;第二个阶段则为内层PC与燃烧过程中形成炭的燃烧。主要燃烧参数结果如表1。在THR方面,与纯PC相比,KPC略有降低,KFSPC则改变很小。这可能是由于燃烧过程中一直辐射供热,样品处于800 高温下,所有的PC基本上燃烧完全,热量全部释放出来,两种阻燃PC中仅添加不超过1%的添加剂,因此THR基本相等。引燃时间上KPC、KFSPC较纯PC分别长10、8s;在PEHC方面,KPC较纯PC高,KFSPC则明显下降,比纯PC和KPC分别下降了11.5%、18.3%,这两方面说明KFSPC阻燃性较强。在HRR方面,KFSPC的PHRR和MHRR分别比纯PC提高7.9%、12.3%,到PHRR的时间早30s,这些均表明该体系火焰传播速度加快,可燃性增加,阻燃性较纯PC差。在课题组已发表的论文[1]中采用TGA和DTG研究了三者的最大失重速率,发现三者复合情况下最大失重速率较大,KFSPC的高PHRR可能是由较高的热分解速率引起的较多瞬间分解产物燃烧导致的。以上分析表明三者复合对降低PC有效燃烧热峰值、延长点燃时间方面有一定作用,但HRR概念下则表现出低阻燃性,因此本三元复合体系在火灾中的作用还值得进一步探

讨。

面表征聚合物材料燃烧的难易程度,由单一的某项参数值不能很好判定某种阻燃剂的阻燃性能,各测试结果有一定的相对独立性。LOI法、垂直燃烧、锥形量热测量条件有较大的差异,阻燃体系所能发挥的作用不同。KSS、PAPSQ均是通过形成阻燃炭层而起作用的,KFSPC在LOI和锥形量热仪测试条件下燃烧残

-1

余炭层的FTIR谱如图3。两者在3200~3500cm范

-1

围内均有较强的水峰,LOI炭层在1800~1350cm范

-1

围内有明显的吸收峰,1740cm肩峰为芳香酯的

-1

C=O,1607cm?吸收峰较强,该峰由芳香环上的

[6]

C与CC共轭产生,表明在LOI测试条件下分解产物形成了高度交联的芳香酯结构炭层,该炭层一方面减少了可燃气体的产生,另一方面炭层可阻止氧和热量的传递,进而延缓和阻止火陷的产生从而阻燃作用强。比较之下锥形量热炭层各有机的C,C?O峰都十分弱小,说明在锥形量热高供热测试条件下有机部分燃烧十分彻底,炭层阻燃作用小,无法延缓和阻止火陷的产生。

图2?PC、KPC、KFSPC的HRR曲线Fig2HRRcurvesofPC,KPCandKFSPC表1?PC、KPC、KFSPC的阻燃参数总结表Table1Flame?retardeddataofvariouskindsofPC

???项?目

PC

KPCKFSPC

131.8368.9171.223.464.711568707

总释热量THR(MJ/m2)????131.9126.8释热速率峰值PHRR(kW/m2)?341.9333.2

2

释热速率平均值MHRR(kW/m)152.5160.5有效燃烧热平均值MEHC(MJ/kg)24.723.1有效燃烧热峰值PEHC(MJ/kg)?73.179.2到PHRR的时间(s)??????145145引燃时间(s)?????????6170燃烧时间(s)??????

???792785

图3?KFSPC的LOI和锥形量热燃烧炭层FTIR谱

图

Fig3FTIRspectraoftheLOIcharandconecharof

KFSPC

??在对锥形量热燃烧炭层的研究中还发现添加了PAPSQ的炭层表面均有一层白色的绒状物,将它们收集起来进行FTIR分析(如图4),与SiO2的谱图对比发现两者基本一致,说明在锥形量热仪的燃烧条件下PAPSQ迁移至表面燃烧生成了SiO2,没有与PC的分解物生成有效的隔氧保护炭层。在LOI与UL94小火试验中则没有观察到同样的现象。

图4?白色绒状物与SiO2的FTIR谱图Fig4FTIRspectraofwhitecharandSiO2

3.3?各测试方法炭层分析

刘述梅等:聚碳酸酯阻燃测试方法结果分析1737

4?结?论

(1)?KSS、PVDF、PAPSQ三者复合条件下PC的LOI从27.0%提高到38.8%,阻燃等级达到UL94V?0@1.6mm;相对于单独的KSS阻燃PC,阻燃等级从UL94V?0@3.2mm提高到UL94V?0@1.6mm,但LOI提高小,仅从38.3%提高到38.8%。从锥形量热仪测量的结果,三者复合体系在降低PEHC、延长引燃时间上有一定的作用,但不如LOI值、UL94阻燃等级提高明显,而PHRR和MHRR分别比纯PC提高7.9%、12.3%,阻燃性较纯PC差。对KSS、PVDF、PAPSQ三元复合阻燃PC体系采用UL94表征优势较明显。

(2)?燃烧残炭的FTIR分析表明三者复合改性PC在LOI条件下生成了高度交联的芳香化合物阻燃炭层,而在锥形量热测试条件下,PAPSQ迁移至表面

燃烧生成SiO2,炭层阻燃作用小,无法延缓和阻止燃烧的进行。参考文献:

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Stab,2006,91(8):1808?1814.[2]?LiuSM,LangXM,YeH,etal.[J].EuropeanPolym

J,2005,41(5):996?1001.[3]?BallistreriA,MontaudoG,ScamporrinoE.[J].JPolymSciPartA,1988,26:2113?2126.[4]?NoderaA,KanaiT.[J].JApplPolymSci,2004,94

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28(4):529?538.

Analysisofflame?retardanttestresultsofpolycarbonate

LIUShu?mei1,2,JIANGZhi?jie1,ZHAOJian?qing1,2,YEHua1

(1.CollegeofMaterialsScienceandEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China;

2.TheKeyLaboratoryofPolymerProcessingEngineering,MinistryofEducation,

SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou510640,China)

Abstract:TheflameretardancyofbisphenolApolycarbonate(PC)containingpotassiumdiphenylsulfonesul?fonate(KSS),poly(vinylidenefluoride)(PVDF)andpoly(aminopropyl/phenylsilsesquioxane)(PAPSQ)wasmeasuredbylimitedoxygenindex(LOI),UL94rateandtheconecalorimeter.Theflame?retardedPCwith38.8%LOIandUL94V?0ratingfor1.6mmthicknesswasobtainedbyacombineduseof0.1%KSS,0.3%PVDFand0.3%PAPSQ.ComparedwithpurePC,peakeffectiveheatofcombustion(PEHC)oftheflame?re?tardedPCreducedby11.5%,ignitiontimeprolonged8s,whichshowedimprovedflame?retardance,andheatreleaserate(HRR)increasedbyapproximately10%,indicatingimprovedcombustibility.Differentflame?retard?antresultsoftheflame?retardedPCwereobtainedbyusingdifferentflame?retardanttestmethods.Ahighlycross?linkingaromaticcharbarrieronthesurfacewasformedunderLOImeasurementcondition,andPAPSQmovedtothesurfacetoformSiO2underconetestcondition.

Keywords:polycarbonate;flame?retardedrating;heatreleaserate;charbarrier