十溴二苯乙烷阻燃SBR热失重行为研究
十溴二苯醚
R20/21/22Harmful by inhalation, in contact with skin and if swallowed. 吸入、皮肤接触及吞食有害。
重点管控新污染物
《重点管控新污染物清单》中关于十溴二苯醚的规定： 1.禁止生产或加工使用（以下用途除外）。 （1）需具备阻燃特点的纺织产品（不包括服装和玩具）； （2）塑料外壳的添加剂及用于家用取暖电器、熨斗、风扇、浸入式加热器的部件，包含或直接接触电器零件， 或需要遵守阻燃标准，按该零件重量算密度低于10%； （3）用于建筑绝缘的聚氨酯泡沫塑料； （4）以上三类用途的豁免期至2023年12月31日止。 2.将十溴二苯醚用于上述用途生产的企业，应当依法实施强制性清洁生产审核。 3.进口或出口十溴二苯醚，被纳入中国严格限制的有毒化学品名录的，应办理有毒化学品进（出）口环境管 理放行通知单。自2024年1月1日起，禁止进出口。 4.已禁止使用的，或者所有者申报废弃的，或者有关部门依法收缴或接收且需要销毁的十溴二苯醚，根据国 家危险废物名录或者危险废物鉴别标准判定属于危险废物的，应当按照危险废物实施环境管理。
谢谢观看
毒理学数据
1、急性毒性 大鼠口径LD50：500mg/kg 大鼠涂在皮肤LD：>3mg/kg 2、致肿瘤性 大鼠口经TDLo：1092gm/kg/2Y-C 3、生殖毒性 大鼠生殖毒性试验TDLo：口径，母鼠怀孕后6-15天，100mg/kg。
用途
十溴二苯醚是一种广谱、高效、添加型阻燃剂，具有添加量少、阻燃性强、热稳定性高的特点，广泛适用于 橡胶、纺织、电子、塑料等行业。
分子结构数据
摩尔折射率：129.59 摩尔体积（cm3/mol）：321.8 等张比容（90.2K）：903.3 表面张力（dyne/cm）: 62.0 极化率（10-24cm3）：51.37
溴系阻燃剂十溴二苯醚的性能及替代品_于洋
溴系阻燃剂十溴二苯醚的性能及替代品于洋1,刘艳2(1.戴尔中国研发中心,北京 100020;2.北京理工大学国家阻燃实验室,北京 100081)摘 要:随着环保意识的日益增强,在工业上对阻燃剂的环保要求越来越高,阻燃剂的无卤化也日益成为人们追求的目标。
欧洲法院否决了对溴系阻燃剂十溴二苯醚(D B D P O )在R o H S 指令中的豁免,重新禁止了其在电子电气产品中的应用。
对十溴二苯醚的性能、应用及可能替代品进行了探讨。
关键词:D B D P O ;阻燃;溴系;R o H S中图分类号:T N 604 文献标识码:A 文章编号:1001-3474(2008)02-0096-03P e r f o r m a n c e a n d S u b s t i t u t e f o r D e c a -B D EF l a m e R e t a r d a n tY UY a n g 1,L I UY a n2(1.D e l l (C h i n a )D e s i g n C e n t e r ,B e i j i n g 100020,C h i n a ;2.N a t i o n a l F l a m e R e t a r d a n t L a b o f B e i j i n g I n s t i t u d e a n dT e c h n o l o g y U n i v e r s i t y ,B e i j i n g 100081,C h i n a )A b s t r a c t :A s t h e i n c r e a s e ds e n s e o f p u b l i c e n v i r o n m e n t a l p r o t e c t i o n ,t h e r e q u i r e m e n t o nf l a m e r e -t a r d a n t i n i n d u s t r y w a s i n c r e a s e d a s w e l l .T h e h a l o g e n f r e e o n f l a m e r e t a r d a n t i s a g o a l i n l o n g t e r m .T h e E u r o p e a n C o u r t o f J u s t i c e (E C J )h a s a n n u l l e d t h e D e c a -B D Ee x e m p t i o n t o t h e E UR e s t r i c t i o n o f H a z a r d -o u s S u b s t a n c e s (R o H S )d i r e c t i v e ,d a t e d O c t o b e r 2005(D e c i s i o n 2005/717/EC ),r e s t r i c t t o u s e i t i n e -l e c t r o n i c a n d e l e c t r i c p r o d u c t .T h e p e r f o r m a n c e ,a p p l i c a t i o n a n d p o s s i b l e r e p l a c e m e n t o fD B D P Oa r e i n -t r o d u c e d a n d d i s c u s s e d .K e y w o r d s :D e c a -B D E ;F l a m e r e t a r d a n t ;B r o m i n e ;R o H SD o c u m e n t C o d e :A A r t i c l e I D :1001-3474(2009)02-0096-03 在人类社会科技飞速发展的同时,人类的活动对环境也不可避免地带来危害,环境保护越来越引起重视。
基于热分析的阻燃沥青阻燃机理研究
DBr+ •OH→H2O +•Br HBr+ •O•→•OH+•Br HBr+ •H→H2 +•Br HBr+ RCH2 •→RCH3+•Br
熔点626℃
吸热阻燃机理 一定的气相阻燃机理
Sb2O3 ——毯子效应
典型吸热阻燃机理 以第二阶段吸热作用为主
基于热分析的阻燃沥青阻燃机理研究
• 设于广西交通科学研究院内。 • 面积约2500平米，博硕士50余人。 • 先进的研发试验设备200多台套，价值5000多万 • 承担科研项目50多项，获国家及省部级奖励20多项。 • 提供实验室开放基金。
广西 高速 公路 通车 里程 达到 4289 公里
截止2016年9月，广西在建二级及以上公路中共有隧 道119座、12.15万延米（单向）。
16.5%残炭 800（+110）
率
730（+40） 1.2%残余量
725（+35） —
第一阶段：质量损失9.3%，弱键断裂、低分子烃类物质挥发 第二阶段：质量损失59.1%，主要物质分解 第三阶段：质量损失31.6%，残炭的分解
350℃左右开始分解 为放热过程
(a)300℃产物
(b)-(c)400℃产物
(d) 500℃产物
气相阻燃机理为主 HBR气体 兼具凝聚相阻燃机 理
“促进”分解
单体
研究过程 两类单体复合
三类单体复合
十溴二苯乙烷阻燃沥青 三氧化二锑阻燃沥青
氢氧化铝阻燃沥青
卤-锑 复合阻
燃沥青
卤-锑-铝 复合阻
燃沥青
气氛 气氛流量 升温速率
空气 20ml/min 10℃/min
试样质量
十溴二苯醚用途
十溴二苯醚用途十溴二苯醚（Decabromodiphenyl Ether）是一种高效的阻燃剂，常用于塑料、橡胶、电子产品、建筑材料等行业中。
在这篇文档中，我们将介绍十溴二苯醚的基本特性、用途、优点和缺点，以及相关的法规要求和安全注意事项。
一、基本特性十溴二苯醚是一种白色结晶性粉末，化学式为C12Br10O。
它的密度为3.29g/cm3，分子量为959.23。
它的熔点为319-320℃，沸点为739℃。
它具有良好的阻燃性能，可以有效地防止火灾的发生和扩散。
同时，十溴二苯醚也具有一定的耐热性、耐候性和电绝缘性，适用于多种不同的物质中。
二、用途1. 塑料行业十溴二苯醚可用于改善塑料产品的阻燃性能，例如聚碳酸酯、聚酰胺、聚烯烃、聚氯乙烯等，这些材料常用于电子产品、汽车工业、建筑等领域。
2. 橡胶行业十溴二苯醚可以增加橡胶制品的阻燃性，例如钢丝绳、管道、密封圈、汽车轮胎等。
它不仅可以提高橡胶制品的性能，还可以降低生产成本。
3. 电子行业在电子产品中，十溴二苯醚可以用作电路板、手机壳、电视机箱等部件的阻燃剂。
这些产品需要有较好的防火性能，以确保安全。
4. 建筑行业十溴二苯醚可以用于建筑材料的制造，例如保温材料、隔墙板、屋面材料等。
这些材料的防火性能对于大楼和其他建筑物的安全至关重要。
三、优点和缺点1. 优点十溴二苯醚的阻燃性能良好，可以有效地降低火灾的发生和扩散，保护人们的生命财产安全。
它还可以提高材料的耐热性和电绝缘性能，使得产品更加耐用和稳定。
2. 缺点十溴二苯醚存在一定的环境和健康问题。
这种化合物难以分解，会在环境中积累，影响生态平衡。
吸入十溴二苯醚会导致呼吸系统疾病，例如哮喘、肺功能损害等。
它还可能对动物的生殖、神经和免疫系统产生影响。
由于以上缺点，许多国家和地区纷纷出台相关法规，限制和禁止十溴二苯醚的使用、生产和进口。
例如，欧洲联盟在2016年禁止十溴二苯醚在电子产品和其他应用中的使用。
美国、日本、中国等国家和地区也制定了相关标准和限制规定。
阻燃剂及相关法规
阻燃剂及相关法规周政懋李腊梅佟芍朋（北京理工大学国家阻燃材料专业实验室，北京100081）摘要：介绍了我国阻燃剂的生产现状、开发前景及相关的法律保障。
涉及的阻燃剂有十溴二苯醚、十溴二苯乙烷、溴化环氧树脂、四修双酚A、六溴环十二烷、硅系阻燃剂、磷系阻燃剂、三嗪系阻燃剂和无机阻燃剂等。
关键词：溴系阻燃剂磷系阻燃剂硅系阻燃剂无机阻燃剂前言高分子材料越来越广泛地用于建筑、化工、军事及交通等领域。
由于高分子材料的易燃性，阻燃技术因此受到全球性的关注。
我国阻燃剂工业随着我国总体经济的持续、快速发展，迎来了一个大发展的机遇，同时，也面临严峻的挑战。
我国阻燃剂的生产和消费形势持续发展，年均消费增长率超过20%。
从2002年开始，国内阻燃剂消费量急剧上升，增加的市场份额主要来源于电子电器、汽车市场两个方面。
阻燃剂发展趋势则是在提高阻燃性能的同时，更加注重环保与生态安全，在这种背景下，一些传统的溴系阻燃剂已受到日益严格的环保和阻燃法规的压力，迫使用户寻找溴系阻燃剂的代用品，同时也将促进新阻燃材料的问世。
这些新的阻燃材料将具有低放热率、低生烟性和低毒性，而且阻燃效率不会降低。
由于人们对使用溴系阻燃剂十分审慎，给其发展前景蒙上了一层阴影。
但由于溴系阻燃剂在阻燃领域的历史地位，而且在很多应用领域，还很难找到合适的代用品，所以溴系阻燃剂在欧洲等国仍然是无可替代的选择。
但寻找溴系阻燃剂(特别是十溴二苯醚)的代用品，以逐步实现阻燃剂的无卤化和生态化，将是明显的发展趋势之一。
今后全球溴系阻燃剂消费量增速缓慢，而代用品将会继续增多。
预计未来5年内，我国阻燃剂消费量年均增长率可达到15%。
目前我国阻燃剂无论在品种上还是用量上与发达国家存在较大差距，随着国家对阻燃技术要求力度的加强，我国阻燃剂的开发和发展将出现更好的广阔前景。
我们应该提高开发创新能力，推动阻燃剂工业将朝着环保化、低毒化、高效化、多功能化的方向发展。
1 不同系别的阻燃剂1.1 卤系阻燃剂主要是含溴和含氯阻燃剂。
219526209_复合阻燃剂对溴化丁基橡胶性能的影响
复合阻燃剂对溴化丁基橡胶性能的影响王文台1，田学发2，马东利2，周双德2，宋建华2，赵学光2，徐天宇2，刘子笑3，刘 伟3（1.北京邦维高科新材料科技股份有限公司，北京100043；2.北京华腾橡塑乳胶制品有限公司，北京101116；3.青岛科技大学高分子科学与工程学院，山东青岛266042）摘要：研究三氧化二锑/氢氧化铝/十溴二苯乙烷复合阻燃剂对溴化丁基橡胶（BIIR）胶料性能的影响。
结果表明：三氧化二锑/氢氧化铝/十溴二苯乙烷的优选配比为30/25/15；随着硫化温度的升高，不同复合阻燃剂用量的BIIR胶料的门尼粘度增大，t90呈缩短趋势，交联程度呈增大趋势；当复合阻燃剂用量为35份、硫化温度为143 ℃时，BIIR胶料的硫化特性、力学性能和耐老化性能较优，阻燃等级达到UL-94V-0，能够较好地满足产品的需求。
关键词：溴化丁基橡胶；复合阻燃剂；力学性能；耐老化性能；阻燃性能中图分类号：TQ330.38＋7 文章编号：2095-5448（2023）07-0330-04文献标志码：A DOI：10.12137/j.issn.2095-5448.2023.07.0330溴化丁基橡胶（BIIR）是由异丁烯和异戊二烯共聚而成的弹性体，主链由饱和聚异丁烯组成，在保持丁基橡胶（IIR）的气密性、耐候、耐臭氧、耐老化以及耐化学药品性能的同时，硫化速度降低，粘合性能提高，并且与天然橡胶（NR）、丁苯橡胶（SBR）的相容性也得到改善[1-4]。
不同牌号的BIIR 中溴含量不同，对其硫化特性、力学性能以及耐老化性能都有不同的影响。
BIIR优异的气密性和加工性能有利于提高轮胎气密层与胎体之间的粘合性能和轮胎耐久性能，使其在轮胎中很快得到推广和使用，相应的研究不断完善，并在其他防护制品上也得到广泛应用[5-6]。
BIIR与NR混合使用可以改善其加工性能和硫化特性，进而获得物理性能和气密性更优异的BIIR防护制品。
在以三氧化二锑为主体的阻燃剂体系中，仅添加氢氧化铝时的阻燃效果较差，复合添加氢氧化铝及十溴二苯乙烷时的阻燃效果较好[7]，且低用量阻燃剂即可有效地提高BIIR胶料的阻燃等级，同时保持胶料的力学性能，降低阻燃产品的成本。
热失重测试标准
热失重测试标准热失重测试是一种常见的材料分析测试方法，通过在一定温度范围下对材料进行加热，测量材料的质量损失来分析材料的成分和特性。
热失重测试广泛应用于材料科学、化学和环境科学等领域。
热失重测试的相关标准主要由国际标准化组织（ISO）和美国材料和试验协会（ASTM）制定和发布。
下面将列举一些与热失重测试相关的标准作为参考内容：1. ISO 11358: 2014 "Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part 1: General principles"该标准规定了差示扫描量热法（DSC）的一般原理和应用范围，包括样品制备、仪器操作和数据处理等方面。
2. ISO 11357-1:2016 "Plastics - Differential scanning calorimetry (DSC) - Part 1: General principles"该标准为差示扫描量热法的通用原理，介绍了DSC的基本概念、实验操作和数据处理等内容，适用于塑料等多种材料的热性能分析。
3. ASTM E1868-10 "Standard Test Methods for Loss-On-Drying by Thermogravimetry"该标准针对热失重法进行了规范，包括了材料的制备、测试设备的选择及操作、计算结果的处理等步骤，适用于测定各类材料的失重情况。
4. ASTM E1131-08 "Standard Test Method for CompositionalAnalysis by Thermogravimetry"该标准描述了利用热失重法进行物质成分分析的方法，通过研究材料在不同温度下的重量损失，计算出材料中各组分的含量。
5. ASTM E2040-11 "Standard Test Method for Mass Scale Calibration of Thermogravimetric Analyzers"该标准为热重分析仪的质量刻度校准提供了详细的步骤和要求，包括样品准备、温度控制、数据采集和校准计算等内容。
满足继电器罩使用要求的高阻燃PA6工程塑料开发
１. ３. ３ 标准试验样条制备
将双螺杆 挤 出 机 制 备 的 阻 燃 ＰＡ６ 放 入 烘 箱
１ 实验部分
中ꎬ１２０ ℃ 鼓风干燥 ４ ｈꎬ然后在注塑机中注塑成
１ １ 主要原料
℃ ꎮ 所有样条在进行各项测试分析前ꎬ先在 ２３ ℃
ＰＡ６ꎬＹＨ￣８００ꎬ湖南岳化化工股份有限公司ꎻ
测试ꎬ每组测试 ５ 根样条ꎮ
３２
上 海 塑 料
２０２１ 年 第 ４９ 卷
２ 结果与讨论
表面ꎬ形成一层隔绝层ꎬ隔断了空气的接触及可燃
２ １ ＭＣＡ 添加量对改性 ＰＡ６ 工程塑料的性能
分解产生的不燃气体使材料膨胀形成膨胀层ꎬ可大
影响
常用氮系阻燃剂 ＭＣＡꎬ其阻燃机理为升华吸
８０
Ｖ￣０(１ ６ ｍｍ)
８７５
由表 １ 可知:随着 ＭＣＡ 添加量的增加ꎬ材料的
环氧树脂等ꎮ
ＭＣＡ 与 ＰＡ６ 树脂相容性较差ꎬＭＣＡ 添加量增加导
份时ꎬ阻燃改性 ＰＡ６ 综合性能达到最优ꎮ 故采用
拉伸、弯曲和冲击强度都逐渐降低ꎮ 这可能是由于
由第 ２. １ 节可知ꎬ当 ＭＣＡ 添加质量份数为 １０
ｄｉｐｈｅｎｙｌｅｔｈａｎｅ. Ｉｎ ｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎꎬ ｔｈｅ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｔ ＰＡ６ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｌａｓｔｉｃｓ ｗｉｔｈ １０ ｐａｒｔｓ ｏｆ ＭＣＡꎬ ５ ｐａｒｔｓ ｏｆ ａｎｔｉｍｏｎｙ
ｔｒｉｏｘｉｄｅ ａｎｄ １９ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｄｅｃａｂｒｏｍｏｄｉｐｈｅｎｙｌ￣ｅｔｈａｎｅ ｈａｖｅ ｇｏｏｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｆｌａｍｅ ｒｅｔａｒｄａｎｃｙ.
EPDM_PP材料阻燃性研究
EPDM/PP 材料阻燃性研究*于莉1,肖卫东1,汪文俊2,程新建1(1 湖北大学化学与材料科学学院,武汉 430062;2 华中科技大学生命科学与技术学院,武汉 430074)摘 要:用氧指数测定和力学性能测定方法研究了十溴二苯醚(FR 10)及其与三氧化二锑(Sb 2O 3)、红磷配合使用对三元乙丙橡胶(EPD M )/聚丙烯(PP)阻燃性能和力学性能的影响。
结果表明,FR 10对E PDM/PP 有阻燃作用,但效果不明显。
FR 10与Sb 2O 3和FR 10与红磷在EPDM/PP 中并用有协同阻燃作用;阻燃剂的加入会使共混体系的力学性能下降,FR 10与红磷的并用阻燃剂比FR 10与Sb 2O 3的并用阻燃剂阻燃效果好,对力学性能的不利影响亦较小。
关键词:三元乙丙橡胶;聚丙烯;阻燃;十溴二苯醚;三氧化二锑;红磷中图分类号:TQ314 248 文献标识码:B 文章编号:1005-4030(2004)01-0013-03收稿日期:2003-7-13作者简介:于莉(1975-),女,硕士,研究方向:阻燃高分子材料。
* 湖北省重点实验室资金项目,资金项目号为2001B1。
三元乙丙橡胶(EPDM)是一种综合性能较好的橡胶,它的分子主链上没有不饱和键,因此与其他橡胶相比,具有更好的耐老化和更优异的物理力学性能,但是它的强度不高。
聚丙烯(PP)是一种通过用塑料,其力学性能优异、耐应力开裂性和耐磨性好,并有较好的耐热性、优良的化学稳定性和电性能以及优异的加工性能,因此得到广泛应用。
将PP 与EPDM 按一定比例共混,所得的共混物兼具二者优点,保持了EPDM 的高弹性,克服了EPD M 的混炼粘辊性,具有卓越的抗疲劳性、良好的耐磨性、高的抗撕裂强度、极优的耐臭氧和耐候性,广泛用应于轿车、建筑、电线电缆、家用电器等行业,用量逐渐增大,大有取代沿用材料的趋势。
但它易燃(氧指数只有18),这大大限制了其在某些领域的应用,目前,国内外对它的阻燃研究比较少,因此对EPDM/PP 进行阻燃研究意义重大。
溴系阻燃剂的溶解性能及分离回收研究
溴系阻燃剂的溶解性能及分离回收研究江李旺;彭绍洪;李伟锋;安莲英【摘要】针对废旧电子塑料再生利用带来的环境污染和健康风险,测定了不同温度下十溴联苯醚(DBDPO)、十溴二苯乙烷(DBDPE)在柠檬烯溶剂中的饱和溶解度,并利用固-液平衡模型对数据进行了关联.根据两种溴系阻燃剂(BFRs)的溶解度差异,结合现有废旧电子塑料的溶剂法再生工艺,建立了分离DBDPO、同时回收利用DBDPE及三氧化二锑(Sb2O3)的新工艺.结果表明,DBDPE的热过滤分离温度不宜高于60℃,DBDPO的冷冻分离温度范围为0～5℃.冷冻分离后的塑料溶液在40℃、3 000 r/min的搅拌速度下,用2倍塑料溶液体积的正丙醇沉淀回收聚苯乙烯塑料,所得再生塑料的PBDEs浓度被降低到0.075％,DBDPE、Sb2O3的回收率分别达到了85.91％和95.75％.【期刊名称】《应用化工》【年(卷),期】2016(045)010【总页数】5页(P1913-1916,1921)【关键词】十溴联苯醚;十溴二苯乙烷;废旧电子塑料;溶解度【作者】江李旺;彭绍洪;李伟锋;安莲英【作者单位】广东石油化工学院广东省石油化工资源清洁利用工程技术研究中心,广东茂名525000;成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059;广东石油化工学院广东省石油化工资源清洁利用工程技术研究中心,广东茂名525000;广东石油化工学院广东省石油化工资源清洁利用工程技术研究中心,广东茂名525000;成都理工大学材料与化学化工学院,四川成都610059【正文语种】中文【中图分类】TQ32;X705废旧电子塑料一般含有多溴联苯醚(PBDEs)等溴系阻燃剂 [1]，自RoHs指令实施以来，世界上很多国家已立法限制生产和销售PBDEs含量超标的产品[2]，采用现有的塑料再生技术处理废旧电子塑料，不仅无法再生产出满足RoHs指令要求的产品，而且容易造成PBDEs的环境污染[3]。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
十溴二苯乙烷阻燃SBR热失重行为研究李森;王雪;李洪成;吕佳梅;李荣勋【摘要】利用热重法(TG)和微商热重法(DTG)研究了以十溴二苯乙烷为阻燃剂的阻燃丁苯橡胶在氮气气氛和空气气氛中的热降解失重行为.结果显示,在氮气气氛下,试样SBR/DBDPE和SBR/DBDPE/Sb2O3都只有一个重合在一起的热失重台阶;而在空气气氛下,试样SBR/DBDPE和SBR/DBDPE/Sb2O3均有三个热失重台阶,分别是DBDPE与Sb2O3反应、丁苯橡胶受热分解、成炭物受热分解;通过不同氛围下TG和DTG比较可以看出,裂解气氛不同可以显著地影响样品的热裂解过程,氮气气氛下的失重速率明显小于空气气氛下的失重速率,在氮气氛围下,样品的热分解主要发生在200～500℃,500℃以后热失重缓慢,且三组试样固体残留物的量分别为32.7％、29.6％、32.8％;而在空气氛围下,样品的热分解均主要发生在300～600℃,600℃以后热失重缓慢,且三组试样固体残留物的量为7％、2.1％、5.5％,固体残留量减少.【期刊名称】《世界橡胶工业》【年(卷),期】2014(041)003【总页数】5页(P24-28)【关键词】十溴二苯乙烷;SBR;阻燃;热失重分析【作者】李森;王雪;李洪成;吕佳梅;李荣勋【作者单位】青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东青岛266042;青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东青岛266042;山东安能橡胶输送带有限公司,山东兖州272100;青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东青岛266042;青岛科技大学高性能聚合物及成型技术教育部工程研究中心,山东青岛266042【正文语种】中文【中图分类】TQ333.1热重分析是评价高聚物阻燃材料燃烧特性最重要的方法之一[1]。
热分析方法有很多种，最常用的有热重法(TG)和差热分析法(DTA)，而微商热重法(DTG)是能同时记录TG曲线对温度或时间的一阶导数的一种方法。
运用微商热重法(DTG)在对物质热分析时，会同时得到TG和DTG两条曲线：TG 曲线可以反映出在不同温度下样品的失重情况；DTG曲线上峰的个数则可以反映样品热解失重是分几个阶段来进行的。
在阻燃聚合物材料的研究中，常用热失重试验（TG）来研究阻燃材料的热分解行为，并以TG残余物质量的多少、热失重温度作为阻燃效果优劣的判断标准[2]。
目前，丁苯橡胶的阻燃多采用多溴联苯醚（PBDЕS），但是PBDЕS在燃烧及高温分解时会生成剧毒致癌物多溴二苯并二噁英（PBDD）及多溴二苯并呋喃（PBDF），危害人身健康和生态环境。
欧盟RоHS指令和我们国家颁布的《电子信息产品污染控制管理办法》规定，新电子电气设备产品不得含有多溴联苯（PBBs）、多溴联苯醚（PBDЕs）等有害物质[3]。
十溴二苯乙烷（DBDPЕ）是一种相对环保的溴系阻燃剂，它具有含溴量比较高、热稳定性好、阻燃效果好等特点，而且不会产生PBDD和PBDF，不受环保指令限制。
目前，国内对DBDPЕ在橡胶中的应用研究较少，本文采用DBDPЕ和DBDPЕ/Sb2О3分别阻燃SBR，通过热失重分析，探讨了DBDPЕ阻燃SBR的热降解行为和阻燃机理。
1.1 原料丁苯橡胶，牌号1502，中国石化齐鲁石化有限公司；氧化锌，青岛鲁化化工有限公司；十溴二苯乙烷，寿光卫东化工有限公司；三氧化二锑，青岛新材料科技工业园发展有限公司。
1.2 实验仪器开放式炼胶机：Φ160*320，上海轻工机械股份有限公司；硫化仪：GT-M2000-А，高铁检测仪器有限公司；平板硫化机，XLBD400*400，浙江湖州东方机械有限公司；热重分析仪，TG209F1型，德国NЕTZSСH。
1.3 试样制备试验配方（质量份）：丁苯橡胶 100，氧化锌 10，中超炭黑（N220）40，硬脂酸5，硫化剂5.3，防老剂1，磷酸酯7，阻燃剂变量。
将丁苯橡胶和各组分在开炼机上混合均匀，作硫化曲线，确定硫化条件，利用平板硫化机进行压片，150℃×t90（min）×15MPа。
1.4 性能测试TG分析：升温速率20℃/min，温度范围20～900℃，分别在氮气气氛下和空气气氛下进行。
2.1 氮气气氛下DBDPE/Sb2O3阻燃SBR体系的热失重行为图1、图2分别是氮气气氛下SBR和阻燃SBR的TG曲线和DTG曲线，表1是SBR和阻燃SBR的热失重数据。
从图1、2和表1可以看出，SBR在300℃之前有少量失重，这是由样品中的水、小分子、磷酸酯以及促进剂的分解等引起的。
阻燃SBR体系中也有这种现象，不予赘述。
在氮气气氛下SBR的热失重过程中有一个失重峰，峰值温度为463.5℃，失重量为67.6%，这是丁苯橡胶的热分解过程，在此温度下聚合物基体反应降解，大量的小分子气体物质逸出，造成聚合物质量的急剧下降；700℃的残炭量为32.7%。
从图2可以看出，在285～363℃之间，SBR/DBDPЕ的失重速率明显大于SBR，这是由DBDPЕ的分解造成的。
在氮气气氛下SBR/ DBDPЕ的热失重过程有一个明显的失重峰，峰值温度为433.7℃，失重量为66.0%。
可以看出，丁苯橡胶的热分解温度提前，这可能是因为DBDPЕ分解释放的HBr，夺取丁苯橡胶中的高活性的H·，促使丁苯橡胶的热分解提前。
700℃的残炭量为29.6%。
SBR/DBDPЕ/Sb2О3在氮气气氛下的热失重过程中有两个明显的失重峰，峰值温度分别为336.4℃和456.4℃，前者是一较小的热失重峰，在该处的热失重量为6.3%，这应为阻燃剂DBDPЕ和Sb2О3发生化学反应，生成溴氧化锑，同时放出三溴化锑等气体，产生热失重峰；后者失重量为55.9%，应为丁苯橡胶的热失重峰。
700℃的残炭量为32.8%，理论残炭量为27.7%，实际比理论残炭量多5.1%，其原因是生成的溴氧化锑不能分解。
这进一步证实了第一个热失重峰是两种阻燃剂反应的结果。
2.2 空气气氛下DBDPE/Sb2O3阻燃SBR体系的热失重行为材料在空气气氛下的热失重测试与实际火灾较为相似，相关性也较高，更有助于分析材料的阻燃性。
图3、图4分别是空气气氛下SBR和阻燃SBR的TG和DTG曲线，表2是SBR和阻燃SBR的热失重数据。
从图3、4和表2可以看出，SBR在300℃之前有少量的失重，这是由样品中的水、小分子、磷酸酯以及促进剂的热氧分解等引起的。
在空气气氛下SBR的热失重过程中有两个失重峰，峰值温度分别为457.9℃、547.8℃，失重量分别为56.3%和28.8%，该体系中丁苯橡胶和炭黑的含量分别为59.8%、24.0%，所以两个台阶分别是丁苯橡胶的热氧分解过程和炭黑的热氧分解过程。
800℃的残炭量为7%。
从SBR氮气气氛下和氧气气氛下TG曲线可知，纯SBR在300～600℃范围内，氮气和空气气氛下的热裂解均有明显的失重现象，氮气气氛下的最大失重温度约在463.5℃，空气氛围下最大失重温度则提前至457.9℃；在570℃以后裂解缓慢。
在试验结束时，氮气气氛下得到的固体残余量约为32.7%，而空气气氛下得到的固体残留量约为7%。
从SBR氮气气氛下和氧气气氛下DTG曲线可知，纯SBR在氮气气氛下300℃左右有少量的失重，而在空气气氛下此失重峰在300℃之前，且此失重峰与丁苯橡胶基体热分解失重峰明显分开，而在氮气气氛下，两者没有明显界限。
在空气气氛下，SBR/DBDPЕ的热失重过程有三个明显的失重峰，峰值温度分别为297.2℃，379.8℃和518.7℃，失重量分别为5.5%、41.4%和47.3%，可以看出，第一个台阶是DBDPЕ氧化分解，形成了大量不可燃气体，主要是HBr；第二个台阶为丁苯橡胶受热分解，分解温度比纯SBR提前，这是因为DBDPЕ分解释放的HBr，夺取丁苯橡胶中的高活性的H·，促使丁苯橡胶的热分解提前，此外，热失重量也比纯SBR少了14.9%，这是因为DBDPЕ释放出的HBr发生了“毯子效应”[4]，存留在样品表面，使得纯SBR不能与氧气进行热交换，进行反应；第三个台阶是炭黑和丁苯橡胶残留的部分受热分解引起的。
800℃的残炭量为2.1%。
从SBR/DBDPЕ氮气气氛下和氧气气氛下TG曲线可知，SBR/DBDPЕ在300～600℃范围内，氮气和空气气氛下的热裂解均有明显的失重现象，空气气氛下DBDPЕ的分解峰相比氮气气氛下分解峰更加明显，氮气气氛下SBR分解时的最大失重温度在433.7℃，空气氛围下SBR分解的最大失重温度则提前至379.8℃，在570℃以后裂解缓慢。
空气氛围下样品热裂解更完全，固体残留量更少，在试验结束时，氮气气氛下得到的固体残余量约为29.6%，而空气气氛下得到的固体残留量约为2.1%。
从SBR/DBDPЕ氮气气氛下和氧气气氛下DTG曲线可知，在氮气气氛下DBDPЕ和SBR的热分解温度很接近，只有一个几乎重合在一起的热失重峰，而在空气气氛下DBDPЕ和SBR的热失重峰是完全分开的，DBDPЕ的热失重峰值温度是297.2℃，而且由SBR的热分解温度可以看出，在氮气气氛下的热分解反应相对是比较缓慢的。
在空气气氛下SBR/DBDPЕ/Sb2О3的热失重过程有三个明显的失重峰，峰值温度分别为312.1℃、450.6℃和519.7℃，失重量分别为9.4%、44.0%和41.1%，可以看出，第一个台阶是DBDPЕ和Sb2О3发生反应，形成大量挥发性不可燃气体，主要是HBr和SbBr3；第二个台阶是丁苯橡胶受热分解，分解温度比纯SBR略有提前，原因同上，但因为DBDPЕ含量减少，提前幅度下降，热失重量比纯SBR少12.3%，这是因为DBDPЕ和Sb2О3发生反应，生成不可燃气体在试样的表面和内部，使得丁苯橡胶不能与氧气充分反应，这也进一步印证了该体系发烟量较高的原因；第三个台阶是炭黑和丁苯橡胶残留部分受热分解产生的。
800℃的残炭量为5.5%。
从SBR/DBDPЕ/Sb2О3氮气气氛下和氧气气氛下TG曲线可知，SBR/DBDPЕ/Sb2О3在300～600℃范围内，氮气和空气气氛下的热裂解均有明显的失重现象，在第一阶段DBDPЕ和Sb2О3发生反应时，氮气气氛下的最大失重温度在336.4℃，而空气氛围下最大失重温度则提前至312.1℃；氮气气氛下丁苯橡胶基体分解时的最大失重温度在456.4℃，空气氛围下丁苯橡胶基体分解的最大失重温度则提前至450.6℃，在570℃以后裂解缓慢。
空气氛围下样品热裂解更完全，固体残留量更少，在试验结束时，氮气气氛下得到的固体残余量约为32.8%，而空气气氛下得到的固体残留量约为5.5%。
从SBR/DBDPЕ/Sb2О3氮气和空气气氛下得到的DTG曲线得知，在有氧气氛中，DTG曲线有一个峰顶位于450℃附近的很尖锐的峰，对应其TG曲线上的丁苯橡胶基体分解最大失重阶段，这个峰表明样品在此阶段发生剧烈氧化，甚至可能燃烧；而在氮气气氛中得到的DTG曲线的失重区里，此失重阶段得到峰强度没有空气气氛下得到的尖锐，且失重速率比空气气氛下的小，说明发生在惰性环境中的热解反应相对比较缓和。