

1.拉伸強度和彎曲強度下降:
*稀釋效應:許多阻燃劑(尤其是無機填料型如氫氧化鋁、氫氧化鎂)需要高添加量(有時高達50-60wt%)才能達到阻燃效果。這相當于在聚合物基體中大量“摻沙子”,顯著稀釋了基體樹脂的濃度,降低了其承載能力。樹脂基體是傳遞應力的主體,其含量減少直接導致強度下降。
*應力集中:阻燃劑顆粒(尤其是形狀不規(guī)則或粒徑較大的)在受力時容易成為應力集中點。應力在顆粒周圍高度集中,引發(fā)微裂紋并終導致材料在較低應力下斷裂。即使是有機磷系或鹵系阻燃劑,若與基體相容性差,也會形成弱界面,成為失效起點。
*界面結(jié)合弱:如果阻燃劑與聚合物基體的相容性不佳,界面結(jié)合力弱,在受力時界面容易發(fā)生脫粘(debonding),導致材料在界面處提前破壞,強度和模量降低。
2.沖擊韌性/斷裂伸長率顯著降低:
*脆性增加:這是常見且顯著的影響之一。大量剛性阻燃劑顆粒(特別是無機填料)的加入嚴重阻礙了聚合物分子鏈的運動和塑性形變能力。材料從韌性斷裂向脆性斷裂轉(zhuǎn)變。
*裂紋引發(fā)與擴展:阻燃劑顆粒成為天然的裂紋引發(fā)點,且顆粒的存在使得裂紋擴展路徑更短、阻力更?。ㄓ绕涫窃诮缑娼Y(jié)合弱的情況下)。沖擊能量無法通過塑性變形有效吸收,導致沖擊強度(如Izod,Charpy)和斷裂伸長率大幅下降。即使某些磷系阻燃劑可能對韌性影響稍小,但高填充量下也難以避免。
3.模量(剛性)變化:
*通常增加:剛性填料型阻燃劑(如ATH,MDH)的加入會顯著提高材料的剛性,表現(xiàn)為拉伸模量和彎曲模量的上升。這是因為剛性顆粒限制了聚合物鏈段的運動。
*可能降低:某些有機阻燃劑(如某些液體)可能具有一定的增塑作用,會降低材料的模量,使材料變軟。但這種情況通常伴隨著強度更大幅度的下降。
4.熱變形溫度波動:
*可能提高:高填充量的無機填料(如ATH,MDH)本身具有較高的熱穩(wěn)定性,且能限制聚合物鏈段運動,有時會輕微提高材料的熱變形溫度。
*可能降低:某些阻燃劑(尤其是一些有機磷系)本身的熱穩(wěn)定性低于聚合物基體,或者其增塑作用降低了材料的剛性,可能導致熱變形溫度下降。
5.長期性能(蠕變、疲勞)可能劣化:
*阻燃劑的存在可能加速材料在持續(xù)應力下的蠕變變形,或在循環(huán)應力下的疲勞失效。弱界面和應力集中點是長期性能下降的關(guān)鍵因素。
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