溴化聚苯乙烯(簡稱BPS)是一種溴系有機阻燃劑，具有高阻燃性、熱穩定性及光穩定性等良好的機械物理和化學性質，廣泛套用於聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼龍-66等工程塑膠。
基本介紹
- 中文名：溴化聚苯乙烯
- 英文名：BPS
- CAS登錄號：88497-56-7
- 套用：適用於阻燃工程塑膠PA6 、PA66、PBT、PET等。
結構式,類別,製備,套用,特性,優點,
結構式
CAS號 88497-56-7
(Y=2.7)
TGA: 334度 失重1% 347度 失重5%
類別
適用於阻燃工程塑膠PA6 、PA66、PBT、PET等。
製備
國外對溴化聚苯乙烯的研究和套用較早，合成工藝較為成熟，20世紀80年代美國Ferro公司和Great Lake公司率先實現了溴化聚苯乙烯的工業化生產。Great Lake公司和Ferro公司分別代表著兩種不同的溴化聚苯乙烯合成工藝。Great Lake公司是以苯乙烯為原料，將其溴化製得溴化苯乙烯單體，然後將單體聚合得到的是聚溴化苯乙烯（PBS），美國專利5369202提供了其聚溴化苯乙烯商品PDBS-80的合成方法，Great Lake公司的合成路線是先溴化再聚合，這樣避免了溴化劑在主鏈上的鹵代反應，因而製得的聚溴化苯乙烯的熱穩定性極佳，作為阻燃劑與被阻燃基材熔融共混時，基本不會釋放出腐蝕性的鹵化氫氣體，不會對操作人員和操作設備造成損害。而且，聚溴化苯乙烯產品色澤優良、白度高，作為一種添加劑，其顏色越淺，則套用範圍越廣泛。另外，可以通過先製得溴化苯乙烯單體，然後與具有其他官能團的單體共聚，以改善共聚物與某些樹脂的相容性，提高流動性，並防止材料起泡。但是該合成路線的缺點在於，合成路線過長，合成工藝複雜，對生產設備的要求較高，導致產品成本上升，生產周期較長，降低了其市場競爭力。其次，三溴苯乙烯單體的反應活性很高，使得聚合反應難以控制，因而一般採用二溴苯乙烯用於聚合，導致聚合後產品溴含量不高，為60%左右。要達到相同的阻燃效果，需要添加更多的量，對被阻燃材料的原有性能有更大影響，也增加了阻燃成本。
Ferro公司則是採用溴化劑將聚苯乙烯直接溴化的合成路線，美國專利4352909提供了該公司牌號為Pyro-Chek68PB的溴化聚苯乙烯的合成方法，Ferro公司的合成工藝簡單，技術要求不高，使用的原料都是商業化產品，生產成本較低，因而國內研究者和生產廠家大多數採用此種方法製備溴化聚苯乙烯。溴化所用的聚苯乙烯可以直接採用市售的聚苯乙烯，也可以採用回收的聚苯乙烯泡沫塑膠，既實現了廢舊聚苯乙烯的再次利用，又節約了成本。該工藝可以達到較高的溴化度，苯環上最多能發生三溴取代，製得溴化聚苯乙烯產品的溴含量可達70%，因而能以較少的添加量取得理想的阻燃效果，不但節約成本，而且對被阻燃基材的影響也會相對減小。
雖然該合成方法存在諸多優點，但是最主要問題在於，溴化劑在聚苯乙烯的苯環上發生親電取代的同時，也會在主鏈上發生少量的自由基取代。以Pyro-Chek68PB為例，主鏈鹵代量（以HBr計）可達5000～6000ppm。主鏈上的鹵代，不僅對產品的顏色產生不良影響，而且會極大的降低產品的熱穩定性。由於脂肪族碳-鹵鍵的鍵能比較低，加熱到200℃左右就會發生斷裂，使得溴化聚苯乙烯在材料的加工溫度前期或中期發生分解，釋放出鹵化氫氣體，給材料原有性能帶來損害，對加工設備造成腐蝕。而且在材料的加工過程中，即使很少量的主鏈鹵代也會導致材料嚴重變色，這將大大限制溴化聚苯乙烯的套用範圍。因為溴化聚苯乙烯作為一種添加劑，它的顏色會影響被阻燃材料的顏色。阻燃劑顏色越淺，生產出來的產品顏色範圍可以越寬；如果阻燃劑的顏色深，那么就難以得到淺顏色的製品。因此阻燃劑的生產商們希望阻燃劑的顏色越淺越好，這樣就可以得到更多顏色的產品。
套用
溴化聚苯乙烯(簡稱BPS)是一種溴系有機阻燃劑，具有高阻燃性、熱穩定性及光穩定性等良好的機械物理和化學性質，廣泛套用於聚對苯二甲酸丁二醇酯、聚對苯二甲酸乙本醇酯、聚苯醚、尼龍-66等工程塑膠。
溴化聚苯乙烯主要套用在PA、PBT、PET等熱塑性樹脂中，使用過程需要和銻化物配合使用。阻燃聚酯時，添加量在10%（增強）～17%(非增強)就可以賦於材料UL94V-O級（0.8mm），阻燃聚醯胺時，加量在21%就可以賦於材料UL94V-O級(0.8mm)。
溴化聚苯乙烯是以聚苯乙烯為原料，經溴化而成，主要套用於工程塑膠中做阻燃劑使用.由於聚苯乙烯（PS）是一種工程塑膠，決定了BPS與工程塑膠相容性好。對材料的機械性能影響最小，可保90%以上的力學性能。BPS屬於大分子型阻燃劑，與基材的相容性好,不析出，不遷移，表面不起霜 抗靜電能力強。
特性
溴化聚苯乙烯為白色或淡黃色粉末或顆粒，溴含量在68%左右。熱分解溫度大於330℃，具有分子量大，熱穩定性好，在高聚物中分散性和混容性好，易於加工，不起霜等優點。
溴化聚苯乙烯依據其合成途徑分別命名為溴化聚苯乙烯和聚溴化苯乙烯，從命名上可以看出溴化聚苯乙烯是通過對聚苯乙烯進行溴化來完成的；聚溴化苯乙烯是通過將苯乙烯首先進行烯鍵保護，然後進行溴化，再將烯鍵恢復，合成溴化苯乙烯，再次進行聚合完成的。從合成過程是否使用溶劑，又可以分為溶劑法和非溶劑法。由於溶劑法耗溴量少，所以人們通常採用溶劑法進行合成。
優點
溴化聚苯乙烯（BPS）是一種國際上認可的環保阻燃劑，不含多溴聯苯醚和多溴聯苯，符合ROHS標準。具有與材料相容性好，無析出，不起霜，電性能好，對材料力學性能影響小，價格低等優點。
