Методы получения самозатухающего ПС с использованием мономера-антипирена немногочисленны, и сводятся в основном к полимеризации стирола, имеющего галогенированное кольцо, или совместной полимеризации стирола с другими ненасыщенными галогенсодержащими системами [2]. Гораздо шире представлен ассортимент антипиренов-добавок, среди которых наиболее важными являются хлор-, бром- и фосфорсодержащие в смеси с оксидом сурьмы [3]. К сожалению, для достижения реальной самозатухаемости требуется введение значительных количеств антипиренной композиции, ухудшающей эксплуатационные и санитарно-гигиенические свойства исходного полимера. В этом отношении введение атомов хлора в структуру ПС и сополимеров стирола может явиться более эффективным способом снижения их пожароопасности. Негативные последствия данного способа решения проблемы огнестойкости ПС-пластиков, обусловленные несомненным изменением их полярности, могут касаться, в частности, их высокой химической стойкости [4]. Сформулированные вопросы и явились целью настоящих исследований. Объекты исследований синтезировали обработкой порошкообразного ПСЭ-1 (ГОСТ 20282-86) смесью соляной кислоты и гипохлорита натрия с применением ультразвукового диспергирования реакционной массы [5]. Полученные продукты содержали 7, 12, 20 и 34% хлора (по массе) и были обозначены соответственно как ХПС-7, ХПС-12, ХПС-20 и ХПС-34. Показано, что введение атомов хлора в структуру ПСЭ-1 существенно изменяет его горючесть (табл. 1). Наблюдаемый антипиренный эффект обусловлен образованием в процессе термического разложения ХПС галогеноводорода, который препятствует образованию во время горения полимера свободных радикалов гидроксила. Кроме того, происходит разбавление горючих газов пиролиза негорючими галогеноводородами, в результате чего затрудняется диффузия кислорода к поверхности горящего материала [2]. Таблица 1. Свойства изделий из хлорированного полистирола. | Полимер | Температура прессования, °С (Руд.=50 МПа) | Цвет образцов | сж., МПа | Время воспламе- нения, с | Время горения после выноса из пламени, с | Кислородный индекс, % | | ХПС-20 | 150 | белый | 54 | 1 | 5 | 21 | | ХПС-20 | 160 | белый | 70 | 1 | 5 | 21 | | ХПС-20 | 170 | белый | 90 | 1 | 4 | 22 | | ХПС-20 | 180 | светло-серый | 95 | 2 | 3 | 22 | | ХПС-20 | 190 | серый | 92 | 2 | 2 | 22 | | ПС | 170 | прозрачный | 43 | <1 | горит | 18 | | ХПС-12 | 170 | белый | 50 | 1 | горит | 19 | | ХПС-20 | 170 | белый | 90 | 2 | 4 | 22 |
Введение атомов хлора в структуру ПС существенно повышает его прочность при сжатии, что объясняется частичной сшивкой его макромолекул при переработке. В пользу данного предположения свидетельствуют данные, представленные на рис.1. 
Рис.1. Влияние температуры обработки (30 мин.) на степень сшивки исследуемых полимеров. Следует отметить, что температура переработки, равная 170°С, является оптимальной для ХПС. При более высоких температурах получаются образцы серого цвета вследствие частично протекающего процесса деструкции полимерной основы. Более низкая прочность изделий, полученных при 150°С, обусловлена, по-видимому, недостаточно полным завершением релаксационных процессов и реакцией сшивания макромолекул полимерной основы. Гидролитическую устойчивость синтезированных полимеров исследовали в одной из наиболее агрессивных сред - щелочной. Щелочной гидролиз водных суспензий ХПС проводили в стеклянном реакторе с обратным холодильником при температуре кипения раствора гидроксида натрия в течение 2, 4, 6 и 8 часов. С целью создания более жестких условий гидролиз проводили при полуторомолярном избытке NaOH, взятого в виде 30 и 40% растворов. «Незадействованные» в ходе процесса гидроксид-ионы оттитровывали 1 н раствором серной кислоты на рН-метре с использованием стеклянного и хлорсеребряного электродов. |
