Demo
¯gó ¬37í!¬6;!3113Ä!:C! ! 734!
N
#
jv# ²Z.# îó/# # â¯Ë# Ê¢Ë#
©# Ê^# SË# # # Z# J²ö# SËj^# "
òz# 6ËÚ# # _Öö# fvF# ²# `Ê# æÒj#
6¶# BÖö# 6# B# UNî~1# 2#
Êò# úö*# îÖ# ¦î# jv.# J²ö# 6
Bj^# "òz# zÂ# vÚ# &v/# KEu# ª
-V#\:.#Ruwkr0Fuhvro#Qryrodf2Elskhq|o#´]@#Á<Ì n#Ë\S#ÞØ#J#
%2"ÆD±".1=."%G."mãn"2'Ç%#
.¬w¨ý)Ü*!ª,ES!¹ãB!
)3113Ä!5C!28w!¨&-!3113Ä!8C!3w!B)*!
!
The Intumescent Flame Retardant Mechanism of Red-phosphorus Containing Ortho-Cresol Novolac /Biphenyl Epoxy Composites
Yoon Jin Kim, Shin Woo Kang, Je Hong Rhu
., Ik Heum Kim
., Kwang S. Suh, and Ho Gyu Yoon
% Division of Materials Science & Engineering, Korea University, Korea.Electronic Chemical Materials Division, Cheil Industries Inc., Korea
†e-mail :
/
hgyoon@ korea.ac.kr (Received April 17, 2002;accepted July 2, 2002) k+Þ# Cö# ruwkr0fuhvro#qryrodf +RFQ,# elskhq|o^# Ö# jv# ²Z# ËÖò#
#SË#6#SËÞ#:ò~1#RFQ#elskhq|o#jvò#ÖÞj#Ê#8Z#ËÖÞ#®*
òÖ/# WJD# ©# GWJ/# Fz# XO0<7Y# æ>R# O# 6# B# cò~1# C¶Ú#
ò# c# 7ú²÷# # Ëb# ©# J²ö# 6# B# Ö2/# cò# Þ# CòÞ# W Jj.#â¯Ëò#ò#º¶ò~1#Ffò#Ê#²Zö¶#RFQ2elskhq|o#Ö#jv#F CòÞ# WJ# RFQò# NSË# elskhq|o# jvò# ,Ú# ¶# SËj# Êò# ~# ?[¶# 6
# SËÞ# ïú# ²# "b~1# Þ# Cö# jv# ²Z# ËÖò# 6# Ê.# öj¶# ¯Ë¶#
¶Ë#^îÏ +fkdu0od|hu,ò##ÃN#Bö#ªú#²#"b~1#
#
"#453"$5+Wkh# iodph# uhwdugdqw# dqg# wkhupdo# surshuwlhv# ri# ruwkr0fuhvro# qryrodf +RFQ,# dqg#
elskhq|o# hsr{|# eohqgv# frqwdlqlqj# uhg0skrvskruxv# zhuh# lqyhvwljdwhg1# Iru# ilyh# w|shv# ri#
frpsrxqgv# ghvljqhg# zlwk# wkh# yroxph# udwlr# ri# RFQ# dqg# elskhq|o# hsr{|/# wkhupdo# surshuwlhv#
zhuh# dqdo|vhg# e|# WJD# ru# GWJ/# dqg# iodph# uhwdugdqf|# hiihfwlyhqhvv# zdv# hvwlpdwhg# wkurxjk#
XO0<7Y#whvw1#Zkloh#wkh#iodph#uhwdugdqw#dqg#wkhupdo#surshuwlhv#zhuh#lpsuryhg#zlwk#wkh#frqwhqw#
ri#iloohu#dqg#uhg0skrvskruxv/#wkh#h{fhvvlyh#dprxqw#ri#uhg0skrvskruxv#fdxvhg#wr#ghwhulrudwh#
wkrvh#surshuwlhv1#Xvlqj#wkh#eohqgv#ri#RFQ2#elskhq|o#udwkhu#wkdq#sxuh#RFQ#ru#elskhq|o#hsr{|#dv#
d#pdwul{#wkh#iodph#uhwdugdqf|#ri#frpsrvlwhv#frxog#eh#lpsuryhg#e|#wkh#v|qhujlf#hiihfwv#ri#kljk#
wkhupdo# uhvlvwdqfh# ri# RFQ# dqg# lqwxphvfhqw# surshuw|# ri# elskhq|o1# Wkh# iodph# uhwdugdqw# ph0 fkdqlvp#ri#hsr{|#frpsrxqg#frqwdlqlqj#uhg0skrvskruxv#frxog#eh#wkrxjkw#ri#wkh#khdw0lqvxod0 wlqj#hiihfw#ri#lqwxphvfhqw#fkdu0od|hu#iruphg#lq#wkh#vxuidfh#ri#frpsrvlwhv1#
#
Keywords+flame retardancy, red-phosphorus, OCN/biphenyl epoxy blend, intumescence, char.
.# KFoÞ# ~c# wËvF# jf# Þb# J&# `.#
j¶# &vF# WJ# Nj# ~J# öN# _Ë ò# ¶îÖb# úö*î# ~¿z# Þ# wËö~1#
ʶ# öj# úö*# 6¶ò# FCv¶# 5336Þ#
ÓÚ#5337ÞWj#v#º#Öö#¢[²z#"N/#òWö î¯ò#qrq0kdorjhq#6î#v£ö#~¯j#"~1#
²ë¯# 6¶.# öæZò# qrq0kdorjhq# 6î j# ?# º¿ö# Ã/ò# ò2ö# BZz# "Ö/#
~# «j¶# ö# !# Þ# sâj# ^# 6¶# Bò .# # z*# v>öj# ¶# 6ËÞ# ò.#
?#B#²ò#ò2ö#æ¾Zz#"~1407#²
Öö# ^# 6¶.# Ê# ²Z~# HÚ# Â^j¶#
ò# z*ò# # # ÃwÞ# Z¯vNÖö#
j# ö# â¯Ë# ©# 6ËÞ# ò./# &vj#
Ö# z*# Ffò# öj# ~bò# ^î +fkdu,#
¯Ë²z# ö# ^î.# ò# /# z*ö# ?ö#
J&ò# ïJ/# Fz# "ÝÖö# ?ö# z*ò# Ë#
# wËÖò# ïJÞ# ÖFÖö# cÞ# # ÃNc#
úÞ# ò.# Öö# æ¾Ò# "~1709# ªö/# 6¶.#
¶Ë +lqwxphvfhqfh,# Þ¶Ë +qrq0lqwxphvfh0 qfh,Öö# òº# ²# "./# ^# 6¶.# ö#
¶Ëò# 6¶ö# ò¶~1# ¶Ëò# 6# v>öÚ#
*~öÊ# ªª# î# hÚ# Þ# µÞ¾z# "Ö /9/:# ö# ^&# j&# h# °.# æö^ò# ^î# w Ëj/# ^# £~/# ©# ># wËjò# Ò# Z# Öbö# ˶~19#¶Ëò#6#v>öÚ#_Ëò#>#Ã6#
©# w# z# ?Ë# J²ò/# CÏ# z*ò# ò# [ +gulsslqj,# `~1# Îa~^# òW# öî
.# ?ª# "Ê# æÒj# 6# ʺò# ^ö# B Zz#"~19#
# j¶.# RFQ +ruwkr0fuhvro# qryrodf,2elsk0 hq|o# ^ò# 5# jv# ©# ~ò# Öv>öò# 6
Ëj# ò.# ò# ?Þ# :ò~1# ²^N# Â>
ZC# £ZFò# Ê# ²Zö# FC².# ~# jv.#
RFQò#WJ#Ë#J²ö#²/#elskhq|oò#WJ .# Ë# BNZ2# «Ã¿# %z# HÚ# ª^ö¶#
~Fò# zC# ?ò# HÚ# ××^²# ©# , Ú# ¯^# ò# J²ö# zJËÞ# Ëú# ²# "Ê# æÒ j/# ~ò# ®¦vj# òö# Â>Z# £ZFò# ¶¶#
Cµz#"~1#ʶ/#RFQ#elskhq|o^#jv#5
ò#ÖÞj#Ê#8Z#ËÖÞ#¶+ò#jv
ò# Ë/# C¶# ©# # 6SËj# ò.# ?Þ#
WJDÚ# XO 0<7Y# 6vrÞ# O# còÖ/# VHP +vfdqqlqj# hohfwurq# plfurvfrs|,# j&# ·# Þ#
O¶#6#Ê#·ò~1#
#
Ò Æ
¾º#Wdeoh#4j#j#FC¶#jFf/#Wdeoh#
5j# 6# B¶ö# C¶# 7ò# ò# ò# ©# Ë bÞ#2ZNb~1#jv#²Z.#ruwkr0fuhvro#qryrodf#
+RFQ, +HRFQ04353/# Qlssrq# Nd|dnx,# elskhq|o
^# jv +\[07333K/# \xnd# Vkhoo# Hsr{|# Fr1,/#
Wî¶.#{|orn +[O055806O/#Plwvxlwrdwvx#Fr1,Þ#
FCò~1# ÎÊ# C¶ö¶# ¯ò# CÏ# ~F#
CòÖ/# ~FÚ# ²ZÚò# ^«ÃSË# ?[
Þ# # jv^ +0jo|flgr{|0surs|owulphwkr{|0 vlodqh,ò# ^# J¶# FCò~1# Fz# jv Ú# Wî¶ò# ²ë# £~¶ö¶# skrvsklqh^Ú# :FË#
£~#&c#Bò~1##
ʦRFQ#elskhq|o#jvò#ÖÞj#Ê
Wdeoh# 6j# 2ZNb~1# jvÚ# Wî¶ò# cÞ#
4# =#4ö#ò#zö#ºÊÖ~ò# Cû#UNb#ææ Z# CÏ# ÖÖö# phow# pdvwhu# edwfk# Ub~1#
ÎÊ# C¶Ú# phow# pdvwhu# edwfk# [Âj¶# w#
Öö# ^/# ËÖò# SËj# x&# ;8b443# ~ò# Â
^j¶#wzr0uroo#plooÞ#FCò##8#ÖÂò
Ö/#cvB#^#^ò~1#Fz#ï#;˯
ÊÊ +wudqvihu# proglqj# suhvv,# Cò# 4:8# ~ j¶# 453¢# ˯ö# ^# 4:8# ~j¶# 9v# sâ# ^ Wîò#XO0<7Y#©#WJD#»¯C#vRÞ#¶+ò~1#
â6ýÞ#WJD +WD#Lqvwuxphqwv/#
WD05383,ò# J.# b&# Êj¶# 43b53# pj ò# vf# 43# ~2plqö# SÂvNÖö# UNæÖ/#
GWJ# {ºÚ# WJD# J# Öö# ú# ²# "
b~1# ªö/# 6Ë# »¯Öö¶# XO0<7Y9# vrÞ# Cò~1# 6# j# ²[Öö# z¯¶# vR +8t425t 4249#lqfk6,ò#òÖöÊ#43#pp#òj#83#Zò#
î^># ¦# "ÝÞ# 43¢# «£vB# ^/# &"Ý
# VZ# BÞ# ".# vRò# ò# 43# pp# òj# ~ v# "ÝÞ# «£v>.# ~rÞ# 8¶ò# vRj# # ~
¯gó ¬37í!¬6;!3113Ä!:C! ! 736!
vò~1# C# .# &v/# "Ý# BNj# ©# "
ÝÚ# FòZ# äÖ2# ÷# # µ&# õ2.# [
# jorzlqj# vÖö# ª¯ö~1# Y03ò# c# ÊÚ#
# vRò# 4/# 5Â# &v# 43¢# Nz/# # v Rò# 5Â# &v# jorzlqj# vò# # 63¢#
N/# 8¶# vRò# 4ÂÚ# 5Â# &vò# ·#
83¢# NN# ö~1# ªö# "Ýò# 3òö# ö# 6 ò#î#`N#ö~1#
²*FÊý¾zH XO0<7Y# vr^ò# v RÞ#VHP +MHRO#Lqf1/#MVP08533,#«óWÞ#
7DEOH&KHPLFDO6WUXFWXUHVRI5DZ0DWHULDOV
frpsrqhqw# # vwuxfwxuh# #
elskhq|o#w|sh# oZj
oYj jojoYv
oZj joZ
joZ
vjoYoj v
joY
v
# hsr{|#
ruwkr0fuhvro#qryrodf# # +RFQ,#
joZ vjoYoj joY
v
joZ vjoYoj joY
v
joZ vjoYoj joY
v
joY joY
#
fxulqj#djhqw# {|orn#
vo jo;
vo jo;
vo
jo; jo;
# wulskhq|o#skrvsklqh#
w Z # fdwdo|vw#
odwhqw#fdwdo|vw#
u u
joZ
jYo[
u u u
uoY
uoY
u u u v
v o
o o
v
GoYv Y
/
frxsolqj#djhqw# oYj jojoYv joY z
vjoZ vjoZ vjoZ
v Z
iloohu# ixvhg#vlolfd# # #
7DEOH 3URSHUWLHV RI 5HGSKRVSKRUXVHV 8VHG LQ
WKH([SHULPHQW skrvskruxv# phdq#
vl}h+µp,#skrvskruxv#
frqwhqw# surshuwlhv#
S4# 58068# A<5# vskhulfdo#w|sh/#lqrujdqlf#pdwwhu#dqg#
skhqrolf#uhvlq#frdwlqj#
S5# 48# 63# frdwhg# zlwk# Do+RK,$dqg# skhqrolf#
uhvlq#
S6# 613# A<8# vxuidfh#wuhdwhg#zlwk#WlR##8(#
S7# 519# A<8# yhu|#ilqh#sduwlfoh##
7DEOH&ODVVLILFDWLRQRI&RPSRXQG'HVLJQ yroxph#udwlr#
frpsrxqg#ghvljq#
RFQ# elskhq|o#
D# 9# 7#
E# 8# 8#
F# 7# 9#
G# 43# 3#
H # 3# 43#
FCò# ö# ©# Þ# Êò~1# FH# Lqvwux0 phqwvFò# Iodvk# HD# 4445# FCò# XO 0<7Y#
vr# ^ò# vf# 4533# ~ò# zÂj¶# vf# # 6
"# &vNÖö# # j&# ºö# >ö#
òz# ~# >ò# ^^# »¯Þ# O# j&ò# ò Ú# cÞ# »¯ò~1# ªö/# ^îÏ +fkdu# od|hu,Þ#
Ëò.#ÎÊîÖò#ËÞ#Sklolsv#Dqdo|wlfdo#E1#
Y1# Fò# [UI +[0ud|# ioxruhvfhqfh# vshfwurphwhu,
#FCò#ò~1##
#
êýÎ
#
Iljxuh# 4Ú# Wdeoh# 6ò# RFQ2elskhq|o# jvò#
ÖÞj# Ê# 8Z# Ëj# ¶# # ©# C¶
# CòZ# äÚ# Ê# ²Zfò# WJD# J# 2Z R# /# Wdeoh# 7j# # J# ¯Fò~1# Î&ª
&# {ºò# º¯Ú# Ëò# òj# ^`# ºFò
Ö# # 743# ~# j¶# ö# # ¶wò
~1# RFQ# elskhq|o# Ö# ÞÂ# 7# =# 9# Ë# F.#
¶v#Â^Ú#8(#zhljkw#orvv#whpshudwxuh +ò#
80ZOW,#~#ËÖj#Þ##HòÖ2/#833#~
Ú# :33# ~j¶ò# ^î# wËÂÚ# n# ,ò~1# RFQ
^# jv.# elskhq|o# jvÚ# Þêò# ?Ê# ²
# hz# ,Ú# ê^# °Ê# æÒj# zÂ# â¯Ë/#
## ,Ú# ºFÂ^# 2ZNZf/# ^î# wËÂj#
G~# ,&# 2ZF~1# ªö# ¶²ö# elskhq|o# jv ö# N^# Ë# Hò# WJ.# 80ZO W# 754# ~ò#
?# ,Ú# ¬Þ# # # j# # °ò# SËÚ# ~#
Þ# ~1# ʶ/# RFQ# elskhq|o# jvò# 7+9#
Ö# ¯v.# ~# Ë# Þêò# jv# ²
¶# ^î# î# h# wËú# ²# ".# îó# ¯ Ëò.#Öö#ª¶~1#
6¶ö¶# Cö# 7# ò# WJD# ©# GWJ# J
# Iljxuh# 5j# 2ZNb~1# ²Öö# Ú# Ë
#ëò#«#ËbÞ#°z/#749#~j¶#£Cö#
# N2# Öö# ˲.# ^îò# Jî.#
933#~#[ò#Â^#.j¶#ʶ~1#&#S6Ú#S7 .# Òf# òò.# rqh0vwdjh# udslg# whpshudwxuh#
+ò# WK",# 2ZR# ²/# S4# S5.# Òf# F#
783# ~# j¶# òÊ# v+ò# 833# ~# j
¶# ?# £Cö# # 2Zb~1# S6Ú# S7.# ò#
c# <8(# [Öö# ò# ¶²ö# j# æJ2/#
S4# S5.# Wdeoh# 5j¶Ú# ³# # ÊZ# Öb
)LJXUH # +d,# WJD# wkhuprjudpv# ri# hsr{|# uhvlqv#
zlwk#uhvshfw#wr#frpsrxqg#ghvljq/#dqg#+e,#wkh#pd0 jqlilfdwlrq#ri#d#vtxduh#lq#+d,1#
0 200 400 600 800 1000
0 20 40 60 80 100
Com po und
A
B
C
D
E
Temperature (oC)
% Weight
600 650 700 750 800 850 900 950
16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36
B E A D C
+d,#
+e,#
7DEOH 7KHUPDO 3URSHUWLHV RI &XUHG (SR[\ 5HVLQV
ZLWK&RPSRXQG'HVLJQ whpshudwxuh#ri#
zhljkw#orvv#+×,#
#udslg#zhljkw#orvv#
whps#+9K/#×,#
#fkdu#|lhog#+(,#
vdpsoh#ghfrpsrvlwlrq#
rqvhw#+×,#
8(# # vwhs#L# vwhs#LL# #833×# :33×a# D# 6;8# 6:4# # 73<# 0# # 6517# 55#
E# 6;:# 6:7# # 743# 0# # 64# 54#
F# 6:<# 693# # 746# 0# # 7619# 65#
G# 6<4# 69<# # 754# 0# # 6<1<# 59#
H# 6<3# 6::# # 745# 0# # 6418# 54#
aFkdu# |lhog# dw# :33# ~# @# rqh# kxqguhg# zhljkw# shufhqw# 0#
zhljkw#shufhqw#orvv#dw#:33#~1#
¯gó ¬37í!¬6;!3113Ä!:C! ! 738!
ò# ÖÖÊ# æÒj# ,Ú# # Â^# 2ZR#
Öö# # ²# "~1#
Iljxuh#6+d,.#Ë#Dj#S4#©#S5ò##Cj#
Ê# WJD# J# 2ZR# ~1# æ# C¶ò# cÞ# 63# zw(ö# z¯ò~1# ªö# ~# ËÖò#
¯# GWJ# J# Iljxuh# 7+e,j# 2ZNb~1# S4#
©# S5# òÚ# ^`# 746# ~j¶ò# 4Âj# N#
7<3b833# ~j¶# 5Âò# £Cö# # NF~.#
Þ# æ# ²# "~1# ²Öö# ^# 6¶.# Ê# ² Zj# Þ¶# [Öö# HÚ# Â^j¶# ²z#
0 200 400 600 800 1000
0 20 40 60 80 100
TGA DTG
Temperature (oC)
% Weight
-2.0 -1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
Derivative d(mass%)/dt
0 200 400 600 800 1000
0 20 40 60 80 100
TGA DTG
Temperature (oC)
% Weight
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
Derivative d(mass%)/dt
# +d,#S4# +e,#S5#
0 200 400 600 800 1000
0 20 40 60 80
100 TGA
DTG
Temperature (oC)
% Weight
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
Derivative d(mass%)/dt
0 200 400 600 800 1000
0 20 40 60 80 100
TGA DTG
Temperature (oC)
% Weight
-1.5 -1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
Derivative d(mass%)/dt
# +f,#S6# +g,#S7#
)LJXUH#WJD2GWJ#uhvxowv#zlwk#wkh#nlqg#ri#uhg0skrvskruxv#Q5>#+d,#S4/#+e,#S5/#+f,#S6/#dqg#+g,#S71#
)LJXUH #+d,#WJD#wkhuprjudpv#ri#frpsrxqg#D#zlwk#wkh#frqwhqw#ri#uhg0skrvskruxv/#dqg#+e,#d#w|slfdo#GWJ#
fxuyh#ri#uhg0skrvskruxv0frqwdlqlqj#frpsrxqgv1#Wkh#frqwhqw#ri#iloohu#lv#il{hg#wr#63#zw(1#
0 200 400 600 800 1000
0 50 60 70 80 90 100
Virgin polymer decomposition
Red-phosphorus decomposition
Filler content: 30 wt%
% Weight
Temperature (oC)
Reference P 1: 1.0 wt%
P 1: 2.0 wt%
P 2: 0.5 wt%
P 2: 1.5 wt%
+d,#
0 200 400 600 800 1000
-0.25 -0.20 -0.15 -0.10 -0.05 0.00 0.05
413oC 490oC~500oC
Derivative d(mass%)/dt
Temperature (oC) +e,#
¶# # ^î²N# # Þ# cÞ¦Öö# 6# úÞ# ò.# Öö# æ¾Ò# "~16/8/9# 2# # j
¶# Cö# v>öj¶.# Ê# ²Zò# # Wu4#
746# ~# j¶# Ö# 2Z2z# "Ö/# Iljxuh# 6j
¶# ï¶# ®Ú# ³# Ú# 833# ~# ò# wzr0 vwdjh# udslg# whpshudwxuh +ò# Wu5,j¶# ö#
# ¶wò~1# öR/# z*# Ffj¶# 6¶.#
z*# ²ZÚò# ^J¿# `Ê# æÒj# ò#
ÖËÞ# òv>.# "¶Öö¶# +CòZf/# 7ò#
«# S4/# S5.# 2# î²N# "N# jv^# ^#
J¶ò# phwkr{|Ê# ²²N# 2ò# ²JÊ Ú# ²&JÞ# ¯ËÖö# ^J¿Þ# Zz# "
~1# ªö/# S5.# S4j# Þ# ò# c# 63# =# <5ö#
~J#Ú#²/#Iljxuh#7+d,j¶#æ#²#"#j
sÞ#Zö/#ö&ò##cÖö#6Ë#©#ÖË Þ# ïòÊ# ¶.# S5# î# ö# Öö# ª
¶~1#
C¶ö¶# ~FÚ# S5ò# # ²Zj# ò.#
?Þ# Iljxuh# 7j/# Fz# # SËÞ# ¯Fò# Wdeoh#
8j# 2ZNb~1# æò# ËÖÚ# D# ÊÖö# ò
~1# # C¶ò# c# hÞ²÷# 80ZO W#
ò# cj¶# C¶ò# c# 7ú²÷# ^î#
wËÂò# 7# ~æ~1# S/# S5# 413# zw(# Cò&# ²# C¶# c# ;5# zw(# W^ö# Bz#
SË#n#?[²z#"æÞ#æ#²#"~1#Wdeoh#8 j¶# 418# zw(# [ò# # ;5# zw(# [ò# C
¶#C"Þ#æ/#413#zw(#Þ#C"Þ#æ#~#
80ZOWÚ# :33# ~j¶ò# ^î# wËÂ# ò²b~
.# Þ# æ# ²# "~1# Ú# Cò# c# hz#
# ~ò&# B²/# Ffò# JË# òö#
¶# Ê# ²Zò# # # CZÊ# æÒÖ ö#ª¶~1###
0 200 400 600 800 1000
0 5 80 85 90 95 100
Filler content
P2: 1.5 wt%
% Weight
Temperature (oC) 74 wt%
78 wt%
82 wt%
84 wt%
86 wt%
0 200 400 600 800 1000
0 5 80 85 90 95 100
Filler content
P2: 2.0 wt%
% Weight
Temperature (oC) 74 wt%
78 wt%
82 wt%
84 wt%
86 wt%
0 200 400 600 800 1000
0 5 80 85 90 95 100
Filler content
P2: 0.5 wt%
% Weight
Temperature (oC) 74 wt%
78 wt%
82 wt%
84 wt%
86 wt%
0 200 400 600 800 1000
0 5 80 85 90 95 100
Filler content
P2: 1.0 wt%
% Weight
Temperature (oC) 74 wt%
78 wt%
82 wt%
84 wt%
86 wt%
# +d,# +e,#
# +f,# +g,#
)LJXUH#WJD#wkhuprjudpv#ri#frpsrxqg#D#frqwdlqlqj#S5#zlwk#iloohu#frqwhqw>#S5#frqwhqw#lv#+d,#318#zw(/#+e,#413#
zw(/#+f,#418#zw(/#dqg#+g,#513#zw(1#
¯gó ¬37í!¬6;!3113Ä!:C! ! 73:!
Ë# F# Ê# ²Zö# ò# 318# zw(ò# ¯ö#
j¶#C¶ò#c#7j#Ê#WJD#J#Wdeoh#
8j# Òö# 2ZNb~1# C¶Ú# # cò# 7j#
Ê#WK"#©#WK# .#ËÖ#D#ÊÖö#ö#Iljxuh#7ò#
JÚ# ºFò&# # 745# ~# ©# 833# ~# 2Zb
~1# 80ZOW^# C¶# cj# ʶ# 739# ~Ê#
78;# ~ò# .ö# 7òÖ2/# D# ÊÖö# ò.#
ËÖj# Þ¶# HÚ# ¬Þ# ~1# ªö/# C¶# c# 7j# Ê# 833# ~Ú# :33# ~j¶ò# ^î# wË Â# 7ò~1# Ë# F.# Wdeoh# 7j¶# R£²b
# ²Z# *Nfò# ^î# wËcÚ# n# ,òÖ2# C
¶Ú# # ²bÞ# æ.# Ë# D~# %Z# U ö##SË#©#^î#wËcÞ#2ZNb~1##
Iljxuh#8.#D#ËÞ#Cò#XO0<7Y#vr#J
öÊ# vR# 43¢# 5&Ã# ·# 8¶# vRò# &
vÞ# # C¶# cj# Ê# 2ZR# 2
~1# # ©# C¶# c# 7j# Ê# ·# &v
# ª&òÖ/# ò# c# 7ò¶# C
¶# &vò# Â# ª&òz# "~1# Bz# ËÖ Ú# Y03# £# ï²bÖ/# S# C¶ò# c
# hÞZ# ·# &v# j# ?Þ# µZ# äz#
ò# ¯ö# vÞ# z# "N/# C¶ò# ?j#
7DEOH7KHUPDO3URSHUWLHVRI&XUHG&RPSRXQG$ZLWK)LOOHUDQG5HGSKRVSKRUXV&RQWHQW
whpshudwxuh#ri# #
zhljkw#orvv#+×,# / # udslg#zhljkw#orvv#
whps#+9K/#×,# / # fkdu#|lhog#+(,#
/ S5#frqwhqw+(,# / iloohu#frqwhqw+(,#
8#(# / # vwhs#L# vwhs#LL# / # 833×# :33×#
/ # / # / # / # / # / # / # / # / #
318# :7# 73:#+739,a# / # 747#+745,# 7<3#+7;3,# / # ;818#+;914,# ;513#+;513,#
/ # :;# 744#+73<,# / # 746#+744,# 833#+833,# / # ;:17#+;:13,# ;71:#+;713,#
/ # ;5# 755#+74:,# / # 743#+744,# 833#+833,# / # <317#+;<1;,# ;;13#+;;13,#
/ # ;7# 774#+754,# / # 748#+743,# 833#+833,# / # <519#+<31;,# <316#+;<13,#
/ # ;9# 7:;#+78;,# / # 749#+746,# 843#+843,# / # <718#+<51:,# <519#+<413,#
413# :7# 73:# / # 743# 7<8# / # ;916# ;51<#
/ # :;# 744# / # 744# 833# / # ;:1:# ;71:#
/ # ;5# 7;6# / # 74;# 833# / # <717# <41;#
/ # ;7# 7<6# / # 74<# 833# / # <71;# <517#
/ # ;9# 894# / # 754# 833# / # <914# <714#
418# :7# 737# / # 74718# 833# / # ;:15# ;713#
/ # :;# 745# / # 747# 833# / # ;:1<# ;813#
/ # ;5# 75;# / # 74617# 833# / # <514# ;<1:#
/ # ;7# 7;<# / # 746# 83:# / # <719# <514#
/ # ;9# 88:# / # 747# 83<# / # <916# <714#
513# :7# 73<# / # 746# 833# / # ;919# ;615#
/ # :;# 753# / # 748# 833# / # ;<17# ;916#
/ # ;5# 785# / # 746# 833# / # <519# ;<1;#
/ # ;7# 835# / # 747# 833# / # <8# <518#
/ # ;9# 83:# / # 744# 83;# / # <816# <613#
aWkh#sduhqwkhvhv#duh#uhvxowv#iru#fxuhg#frpsrxqg#F1# #
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Filler conten t
Flame retardancy ( sec )
P2 content (wt%)
74 wt%
78 wt%
82 wt%
84 wt%
86 wt%
)LJXUH #Uhvxowv#ri#XO0<7Y#whvw#iru#frpsrxqg#D#
zlwk#iloohu#dqg#uhg0skrvskruxv#frqwhqw1#Wkh#|0d{lv#
lv# wkh# wrwdo# frpexvwlrq# wlph# ri# ilyh# vshflphqv1# Doo#
wkh#frpsrxqgv#vkrzhg#Y03#udwlqj1#
ò# ºFö# ^î# wËcÞ# 2ZR# Wdeoh# 8Ú# s
ö#W?Þ#UÞ#²#"b~1##
Iljxuh# 8j¶ò# Ã/# bÆZö/# S5# cÞ#
318# zw(ö# ¯ò&# Cö# Wdeoh# 6ò# Ëj# Ê#
XO0<7# vr# J# Iljxuh# 9+d,/+e,j# 2ZNb~1#
C¶ò# c# 7j# Ê# 6# SË# ?[² z# "~1# 2/# Ê# ²Zò# òj# ʶ# 6S
Öö# 6SËò# J²Ëj# Â# ~1# Iljxuh# 9 ò#J.#Iljxuh#4j#2ZR#Ê#²Zò#^î#wË c.#~#W?Þ#2ZNz#"Ö/#RFQ2elskhq|o#Ö
# jvj¶# elskhq|oò# ÖÞ# 7j# Ê#
6# SË# ?[²b~.# Þ# .# Öö/# Ê
# ²Z# ª.# ËÖò# ^î# wËc# 6# SË.#
¢# ÞÚ^# ËWòZ# ä.~.# Þ# 2ZN z# "~1# ʶ# ¶Ë# 6¶# Þ# Cò.#
6# Êj¶.# ^î# wËc# 6# SËÞ# &Jò .# ¢# 3^# º# ²# `~.# Þ# æ# ²# "b~1#
Iljxuh# 9+e,.# ¶²ö# RFQ# jv# ©# elskhq|o# j
vò#C¶#cj#Ê#6#vrJö¶/# RFQ
^# jv# elskhq|o^# jv~# NËj¶# J
²j^# "òz# 6Ëj# "N¶.# BZ# U ò~.# Þ# æ# ²# "~1# Ff# &ò.# sâ# î
ò# ïJ'^# ?# «.ö# .&ö# +Cò./# ¶
ÏÚ# ö# ïJ'^# BÖö# .# úÞ#
ò# ¶# &# N:²÷# # B# ?[².#
Öö# æ¾Ò# "~1;043# # 6vrj# "N¶^#
elskhq|o# jv# Ê# ²Zö# FCö# WJ# ~~#
¶ÏÞ# ïú# ²# "bÖ2/# RFQ# Ê# ²Zò# W J.# ò# ¶Ï# wÊZ# äò~1# ʶ/# ¶Ë#
6# Êj¶.# ê^# [Öö# HÚ# elskh0 q|o^# jv# Ê# ²Zö# Cú# æ~# hÚ# ¶
ÏÞ# ¯Ëò/# RFQ# elskhq|oÞ# 7+9Öö# Ö
"Þ# WJ.# # C¶ò# [S+C# î"N#
4833# ~¯^ò# zÂj¶# ^î# w˲Êj# ºFö#
îó# # °Ê# æÒj# J²ö# 6ËÞ# 2ZR# Öö# ª¶~1# ʶ# # j¶ò# RFQ2elskhq|o#
Ö# jv# D/# E/# ©# F# Ê# ²Zö# ö# ËÖò#
6# Ê.# elskhq|o# jvò# HÚ# ê^ö# ö# ¶Ïò# wË# C/# RFQ# jvò# zÂ# â¯Ë/#
C¶Ú# 6¶ò# [S+Cj# òö# Öö# ª¶~1#
72 76 80 84 88
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45
Flame retardancy ( sec )
Filler co nt ent (wt %)
Compound A Compound B Compound C
+d,#
72 74 76 78 80 82 84 86 88
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Compound D Compound E
V-0 rating
Flame retardancy (sec)
Filler content (wt%) +e,#
)LJXUH #Uhvxowv#ri#XO0<7Y#whvw#iru#+d,#frpsrxqg#
D#E#dqg#F/#dqg#iru#+e,#frpsrxqg#G#dqg#H#zlwk#wkh#
frqwhqw# ri# iloohu# xqghu# wkh# il{hg# S5# frqwhqw# dv# 318#
zw(1#
0.1 0.2 0.3 0.4 0.5
0 5 10 15 20 25 30
Co mpound C, P2 Filler con tent: 88 wt%
Flame retardancy (sec)
Red-phosphorus content (wt%)
)LJXUH #Uhvxowv#ri#XO0<7Y#whvw#iru#frpsrxqg#F#
zlwk# S5# frqwhqw# zkhq# iloohu# frqwhqw# lv# ;;# zw(1# Doo#
wkh#frpsrxqgv#vkrzhg#khuh#duh#Y03#udwlqj1#
¯gó ¬37í!¬6;!3113Ä!:C! ! 742!
?# J²ö# 6# SËÞ# # F# Ëò# 6SË j# ò.# cò# ò# ?Þ# Iljxuh# :j# 2Z Nb~1# æ# C¶# cÚ# ;;# zw(ö# ¯ò&# º Zò~1# 6SËÚ# ò# 7j# Ê# ?[²b Ö/# 314# zw(ò# S5# cÖö^# Y03# £Þ# ï
ú# ²# "b~1# S5.# Do#R$Ú# 2# ²Z# î¶# Ö
Öö¶# S5# 314# zw(# WJò# ¶²# # cÚ#
3136#zw(~1#
Iljxuh# ;+d,b+g,.# 6# vr# ^ò# vRÞ# VHP
#«óWÖö#§Ú#F^~1#6#vr#+Iljxuh#
;+d,,j.# z*# ²ZÚ# C¶# ^J¿Þ#
;+e,.# XO0<7# 6# vr# ^# ¶Ïò# ö# F^Ö ö¶/# Ê# ²ZÚ# C¶Fò# ^# J# Zz#
j# ¢^# b~# z# "z# # bÞ# O# Þ
Ëò# > +ö# QK$/# FR#/# K#R,~# öÖö#
# +f,# +g,#
# +d,# +e,#
)LJXUH #Pruskrorj|#ri#lqwxphvfhqw#fkdu0od|hu#dqdo|}hg#xvlqj#VHP#dqg#rswlfdo#plfurvfrsh>#Furvv#vhfwlrqdo#
VHP#skrwr#ri#+d,#xqexuqhg#vdpsoh/#+e,#srvw0exuqhg#vdpsoh/#+f,#lqwxphvfhqw#vxuidfh#iru#srvw0exuqhg#vdpsoh/
dqg#+g,#rswlfdo#skrwrjudsk|#ri#lqwxphvfhqw#vxuidfh1#
Ã6²# j>æò# ö# wÎ# ^&bò# Öb~Þ#
¶vF# Öö# ¢[¶~1# Bz# z*.# 6Ëj#
"N¶# fkdudeoh# qrq0fkdudeoh# z*ö# ò² ./# ²Öö# ^&0^&ò# «# J# Ã?Þ#
Zz# "Ö/# ê# JÞ# ò.# jv.# fkdudeoh#
z*j# 'ò.# SËÞ# 2ZR~1# Iljxuh# ;+f,.#
XO0<7# 6# vr^# ¶¶# ^îò# ö# VHP# F^
~1# ~F# .F# Fz# ¶¶# ^&bò# ÖbÞ#ï
ú#²#"b~1#Iljxuh#;+g,.#4533Êò#ÊÂö#«ó#
WÖö# §Ú# &# ^ò# ^î# ¶ÏÞ# 2ZR# F
^Öö/# ^&bò# Öb~# [# # ¶ÏÞ# ¯Ë òz#"~.#Þ#æ#²#"~1#
Wdeoh# 9Ú# Ë# Fj# S5# 318# zw(Ú# C¶#
C"Þ# æ/# 6# vr# ^ò# vf# ö# ©# ¶
¶# ^î# Þò# Iodvk# HD# »¯Þ# O# UN^#
j&# ·# J# 2ZR# ~1# 6¶# b&.# &
c# Cö# :FË# £~öÊ# ¶wö# Öö# ª¶
~1# # b&# Bê# ºö# ËÖÚ# v¢Z# 6
# B# ¶²ò.# Öö# æ¾Ò# "./# #
~rj¶.# £~j# òö# 6# B.# ïú# ²# `b
~1# Olqgvd|Ú# Kloo# # zö# [SV# JÚ.# F# &^ò# ^&ò# c# &# ~# b./#
Ú# srvw0exuqhg# vdpsohò# ^&.# 4833# ~ò#
&# òj¶# w˶# ^îÊ# æÒj# 4533# ~ò#
&# òj¶# xqexuqhg# vdpsohj¶# ~# [
Öö# Ú# +ò# ^&# ¶# Ê# æÒÖö# ª
¶~1# 6¶# ò# ^&.# # ²N# "ò#
judqxodu#fduerq¯vò#^î#Öö#ª¶~1#
Wdeoh#:j#[UI#Cò#ËÖ#Fj#S5#318#
zw(# C"Þ# æ/# ¶Ë# ^îÏÞ# Ëò.# ÎÊî
Öò# cÞ# 2ZNb~1# C¶# VlR# <<# zw(
ö#?#h#6²bz/#SR#3195#zw(/#Fz#
DoR#3167#zw(ò#¶¶ö#2ZF~1#Wdeoh#9#:
Þ# # /# ¶Ëò# ^î# Ëò.# ËÚ#
C¶ö# C¶# VlR/# ^&/# Fz# ÞË# >
ö#ö#ËÂÞ#æ#²#"~1#
[ò# ·/# j&·# ©# ¯vó# ·# î"
N#Nr}orzvnl/#Olqgvd|Ú#Kloo#ò##Ê
¢ö# # ò# ¶Ë# 6# Ê.# ~æ# ³# ¢
»ú#²#"~1#
+4,# Ê# ²Zò# j# òö# Jò# wË/# ò#
1# ¶# Ú# b²î# ©# j>æîò# £~ö#
+C1##
+5,#J#²Zò#²JÊÚò#²ëj#òö#j>æ#
¯Ë1##
+6,# îK# ,Þ^# Â^j# ò# j>æ# ò# 'î1# Ú# r# ^&/# J/# KR/# ©# FR# ¶w1# ª ö/# Ff# Nj# Fòò# Ú# Z'Öö# Jî¶#
SR/#SR/#©#SRò#¯vö#öÖö#s1# +7,# æ# ¶wö# JÚ# ~v# ²JÊÚ# ²ëò# j
>æ#¯Ë1#
+8,#Âò#j>æò#wË#j#Ê#[ö#
+ò# ÞË# ># Ã61# ªö# +SR/# SR/# SR,
#£~^#QK#¯vò#>#¶wjÖö#+C1#
+9,# Ã6¶# >j# ò# j>æò# # JÖö#
wÎ# ^&b# Öbò# ¶# º¶ò# # ÃNc/#
J&ò# Ff# Nöò# ïJ# O¶/# îj# òö#
Ë#>#Ã6#O¶#©###'^#Zò#ú#²#1#
+:,# Ffò# # '^# iodph0ihhglqj# .ò#
òö#ª&v¶#6#Êö¶#+s1#
#
N
#
²^N# Â>ZC# £ZFò# Ê# ²Zö¶# ?# h#
DEOH(OHPHQWDO$QDO\VLVRI3RVWEXUQHGDQG8QEXUQHG6DPSOHIRU&RPSRXQG&
G # dwrplf#frpsrvlwlrq#+(,# G #
vdpsoh# Q# F# K# R#
srvw0exuqhg# 313<#·#3134# 4517;#·#3137# 31::#·#3135# 4137#·#3137#
xqexuqhg# 313;#·#3133# 48167#·#3135# 415<#·#3134# 514;#·#3134#
7DEOH(OHPHQWDO$QDO\VLVRI3RVWEXUQHG6DPSOH
IRU&RPSRXQG&E\XVLQJ;5) /# frpsrvlwlrq#+zw(,#
vdpsoh#
VlR## Do#R$# FdR# S#R&# /orvv#rq#ljqlwlrq#
srvw0exuqhg# <<133# 3167# 3137# 3195# 3133#
¯gó ¬37í!¬6;!3113Ä!:C! ! 744!
FC²z# ".# ruwkr0fuhvro# qryrodf +RFQ,# el0 skhq|o#jvò#6# SËj#ò.#RFQ2elskhq|o#
Ö# ÞÂ/# # ©# C¶ò# ?Þ# :ò~1# C
¶Ú# ò# cj# Ê# 6# SË# ^# vú#
²#"bÖ/#elskhq|o#úvò#¶#SË#RFQò#
N# SË/# ªö# # C¶ò# [S+Cj# Êò
# RFQ2elskhq|o# Ö# ÖÞÂ# 7+9æ# ?#
+Òö# 6# SËÞ# ïú# ²# "b~1# ªö# ¶²ö#
RFQ# ©# elskhq|o# ~# ~ò# Ö# jv# C òÞ# æ# 6# SË# J²ò~.# Þ# æ# ²# "b
~1# ¶Ë# 6# Êj¶.# ^î# wËc# 6# S Ëò# ¢# 3^# ²Z# UÞ# 7òÖ/# 314#
zw(ò# Ú# # cÖö^# zCÞ# O# Y03#
£Þ# UÞ# ²# "b~1# j&·# z¶# Òfò# NC Þ# ®oÖö# # j¶ò# 6# Ê# ªú# ²#
"b~1#
#
& Î & º
#
# 41# F1#S1#Q1#Qdlu/#J1#Jorxhw/#dqg#\1#Jxloehuw/# Polym.
Degrad. Stab1/#/#538#+4<;<,1#
# 51# \1#O1#Olx/#J1#K1#Kvlxh/#\1#V1#Fklx/#dqg#F1#Z1#Odq/#
J. Polym. Sci. Polym. Chem1/#/#4:9<#+4<<:,1#
# 61# V1#Edqhumhh/#V1#N1#Sdolw/#dqg#V1#Pdlwl/#J. Polym. Sci.
Polym. Chem1/#/#54<#+4<<7,1#
# 71#P1#Edqnv/#M1#U1#Hegrqp/#dqg#P1#Mrkqvrq/#Polymer/#
/#67:3#+4<<7,1#
# 81# F1# I1# Fhoolv# dqg# P1# P1# Kluvfkohu/# “Wkh# Fxp0 exvwlrq#ri#Rujdqlf#Sro|phuv”/#s1#574/#Foduhqgrq#
Suhvv/#R{irug/#4<;41#
# 91# G1#O 1#Fkdpehuodlq/#“Iodph#Uhwdugdqf|#ri#Sro|0 phulf# Pdwhuldov”/#hg1#e|# Pdufho# Ghnnhu/# yro1# 7/#
fkdswhu#50:/#Qhz#\run/#4<:;1#
# :1# J1# Fdplqr/# J1# Pduwlqdvvr/# dqg# O1# Frvwd/# Polym.
Degrad. Stabil1/#/#5;8#+4<<3,1#
# ;1# H1#Pduwlq#dqg#W1#Zdug/#M. Fire Retardant Chem1/#/#
4<<#+4<;4,1#
# <1# P1# Zodg|nd0Su}|e|odn# dqg# U1# Nr}orzvnl/# Fire Mater1/#/#66#+4<<<,1# #
431# K1#O1#Ydqghuvdoo/#J. Fire Flamm1/#/#<:#+4<:4,1#
441# M1#Juhhq/#“Wkhuprsodvwlf#Sro|phu#Dgglwlyhv”/#hg1#
e|#Pdufho#Ghnnhu/#fkds1#7/#s1#<6/#Qhz#\run/#4<;91#
451# W1#Zdqj#dqg#N1#Fkhq/#J. Appl. Polym. Sci1/#/#57<<#
+4<<<,1#
461# F1#L1#Olqgvd|/#V1#E1#Kloo/#P1#Khduq/#J1#Pdqwrq/#Q1#
Hyhudoo/#D1#Exqq/#M1#Khurq/#dqg#L1#Iohwfkhu/#Polym.
Int1/#/#44;6#+5333,1#