Полипропилен (ПП), как один из пяти пластиков общего назначения, широко используется в различных отраслях промышленности. Однако горючесть ПП ограничивает его применение и препятствует дальнейшему развитию материала, поэтому люди были обеспокоены огнезащитной модификацией ПП.
Полимерные материалы представляют собой полимерные соединения, содержащие такие элементы, как углерод, водород и кислород, большинство из которых горючи. Горение полимерных материалов представляет собой ряд физических изменений и химических реакций единого процесса, проявляющего особые явления, такие как плавление и размягчение, изменение объема. Процесс горения состоит из трех этапов:
Во-первых, в результате реакции термического разложения образуются небольшие молекулы газа, затем газовая смесь достигает условий горения, вызывающих бурную химическую реакцию, и, наконец, быстрое сгорание горючей газовой смеси выделяет большое количество тепла, и цикл реакции продолжается.
Поскольку кислородный индекс ПП составляет всего 17.4, он горюч и при горении выделяет большое количество тепла, что легко может стать причиной пожара и создать угрозу жизни и имуществу. В области электроники и электроприборов горючесть ПП ограничивает его более широкое применение, поэтому необходимо проводить огнезащитную обработку ПП-материалов.
Огнестойкий механизм
Механизм огнезащиты в основном включает в себя механизм прекращения цепной реакции, механизм изоляции поверхности и механизм прерывания теплообмена. Механизм прекращения цепной реакции прекращает реакцию горения, потребляя HO, образующуюся в процессе горения, механизм изоляции поверхности генерирует твердые соединения для блокировки контакта с воздухом, а механизм прерывистого теплообмена поглощает тепло сгорания для достижения самозатухания.
Активированный уголь в антипирене на основе гидроксида металла может эффективно сочетаться с гидроксидом магния, чтобы уменьшить вероятность агломерации, улучшить совместимость с матрицей ПП и повысить огнестойкость материала. Соотношение и степень активации антипирена были скорректированы путем тестирования изменения значения поглощения масла, и в конечном итоге было обнаружено, что предельный кислородный индекс достиг максимального значения 28.9%, когда добавлялось 25 мас.% антипирена, модифицированного гидроксидом магния, активированным углем. к ПП.
Антипирены на основе гидроксидов металлов — это добавки, используемые для улучшения огнестойкости полипропиленовых (ПП) материалов. Чтобы еще больше повысить механическую прочность материала, исследователи также добавили в него полиолефиновый эластомер (POE) и наночастицы карбоната кальция (CaCO3). Результаты показали, что модифицированные композиты ПП не только обладают превосходными огнезащитными свойствами, но и обладают высокой механической прочностью.
Борные антипирены
Борсодержащие антипирены играют важную роль в композитах PP/BN@MGO. Благодаря инкапсулированной структуре и алкилационной модификации антипирена BN@MGO возможно обогащение углеродным элементом на поверхности наполнителя, что повышает сродство с телом ПП и позволяет ему равномерно распределяться в матрице ПП.
Между тем, модифицированный обработанный BN@MGO обладает эффектом зигзагообразной траектории и высокой термической стабильностью, в результате чего получается материал с низким коэффициентом теплового расширения и высокой огнестойкостью. Эти свойства позволяют композитам PP/BN@MGO иметь широкий спектр применения в области эффективных электронных устройств с отводом тепла, бытовой техники и управления температурным режимом.
Кроме того, когда борный антипирен APP/MCA-K-ZB был добавлен в количестве 25 мас.% (массовое соотношение APP/MCA-K-ZB 3/1), ПП-композит мог достичь рейтинга V-0 в UL- 94 теста, а предельный кислородный индекс достигал 32.7%. Результаты термогравиметрического анализа (ТГА) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) показывают, что добавление APP/MCA-K-ZB может образовывать плотный слой графита и углерода, который эффективно защищает матрицу ПП под ней от дальнейшего сгорания и улучшает термические свойства материала. стабильность и способность к образованию углерода.
Силиконовые антипирены
HNTs-Si в силиконовых антипиренах может сохранять первоначальную трубчатую структуру и скручиваться с термически разложившейся цепочкой ПП с образованием плотного углеродного слоя, который эффективно подавляет перенос тепла, массы и дыма при горении ПП. Полисилоксан может снизить полярность поверхности HNTs-Si, повышая совместимость с подложкой из ПП, а эффект перекрытия трещин, в свою очередь, улучшает пластичность ПП-композитов.
Кроме того, среди антипиренов на основе диоксида кремния нано-Sb2O3 и ОММТ могут после модификации образовывать плотный углеродный слой, что эффективно повышает термостабильность и огнестойкость композитов на основе ПП. Гетерогенное зародышеобразование ОММТ и нано-Sb2O3 в матрице ПП может улучшить кристалличность и прочность материалов на разрыв.
Фосфорные антипирены
Сорбитол и полифосфат аммония в фосфорных антипиренах могут образовывать карбонизированный слой, замедляющий распространение тепла и улучшающий огнестойкость материала. Совместное действие SPDEB и полифосфата аммония может эффективно улучшить огнестойкость полипропиленовых материалов и снизить выбросы горючих газов.
Антипирены на основе азота
МПП и АП в антипиренах на основе азота могут выделять негорючие газы и фосфорсодержащие вещества, разбавлять горючие газы в воздухе и действовать как газовая защита, тем самым уменьшая горение. Супрамолекулярные методы самосборки позволяют использовать нековалентные связи для синтеза соединений определенной структуры, улучшать дисперсию антипиренов в материалах и повышать огнестойкость.
Вспучивающийся огнезащитный состав
NiCo2O4 представляет собой вспучивающийся антипирен с преимуществами контролируемой морфологии, большой удельной поверхности, множества активных центров, а также простых и разнообразных методов приготовления. Как соединение на основе никеля, он проявляет превосходную углеродную каталитическую способность, что снижает количество продуктов сгорания и улучшает огнестойкость материала.
Это превосходство главным образом связано с ролью в нем ионов Ni+, которые могут ускорять термическое разложение полиэтиленакрилата (PER), усиливать обугливание полифосфата аммония и способствовать образованию расширенного слоя угля в полипропилене (ПП)/вспучивающемся антипирене. система. Между тем, биметаллические оксиды стабильны при высоких температурах и обладают сильной каталитической способностью, что помогает формировать из ПП/вспененного огнезащитного композита плотный и однородный слой полукокса и улучшать термическую стабильность слоя полукокса и остатков полукокса.
Кроме того, цветообразная структура NiCo2O4 имеет большое количество складок на поверхности и большую и шероховатую площадь контакта с полимером, что усиливает сцепление. Эта цветочная структура обладает высокой стабильностью, что помогает избежать повреждений во время обработки и сохраняет целостность структуры. В процессе горения древеснообразующие вещества могут фиксироваться между цветкообразной структурой, что повышает стабильность слоя древесного угля и эффективно выполняет роль барьера для достижения огнестойкости и защиты основания.
Помимо NiCo2O4, существует ряд других ключевых компонентов, которые играют важную роль в огнезащитном эффекте. OS-MCAPP, обработанный гелем SiO2, действует как источник газа и кислоты и помогает ПП сформировать защитный слой угля, который защищает матрицу ПП от дальнейшего разложения. PEIC, как отличный источник угля, играет ключевую роль в образовании высококачественного вспученного угля и облегчает получение огнестойких композитов.
PPA-C реагирует с PER во время горения с образованием связей POC и PC, которые способствуют образованию практически бездефектного слоя угля. Кроме того, PPA-C может привести к более раннему термическому разложению ПП и образованию большего количества остатков угля при более высоких температурах. Существует хорошая синергия между PPA-C и PER, а огнестойкость системы PPA-C/PER превосходит традиционную систему APP/PER. Когда содержание PPA-C/PER (3:1) достигает 18% масс., ПП/вспучивающийся огнестойкий композитный материал достигает рейтинга V-0 по тесту UL-94, а предельный кислородный индекс может достигать 28.8%.
Огнестойкие полипропиленовые материалы для упаковки.
ПП-пластик имеет низкую плотность, хорошую прозрачность, не токсичен и не имеет запаха, прост в обработке и формовании, невысокую цену и другие характеристики, что обуславливает его огромный потенциал для применения в сфере упаковки. Однако недостатки полипропиленового пластика, такие как воспламеняемость и плохая устойчивость к высоким температурам, ограничивают его развитие в области упаковки. Поэтому в последние годы многие ученые посвятили себя изучению полипропиленовых упаковочных материалов с высокими огнезащитными свойствами.
Корпус автомобильного аккумулятора
Аккумуляторы являются одним из ключевых компонентов транспортных средств, работающих на новых источниках энергии, поэтому корпус аккумулятора, который надежно защищает аккумулятор, имеет решающее значение. В традиционной упаковке аккумуляторов в основном используются металлические материалы и листовые формовочные материалы (SMC), но сложность и плотность процесса формования этих материалов влияют на вес транспортных средств на новых источниках энергии. Поэтому внимание уделяется ПП-материалам с низкой плотностью и хорошей ударопрочностью.
В качестве антипирена использовался ПП-материал с огнезащитными свойствами, приготовленный из матрицы ПП-смолы, комплексной системы полифосфат аммония/триазин в качестве антипирена, сополимера этилена и октена, эластомера на основе пропилена и клея EPDM в качестве упрочняющего агента. Корпуса автомобильных аккумуляторов новой энергии. Этот ПП-материал сохраняет низкую плотность, обладает хорошими огнезащитными свойствами и ударной вязкостью, а также хорошими герметизирующими и гидроизоляционными свойствами.
Упаковка компонентов
Композиты ПП/МХШ/Al2O3/NP были приготовлены методом смешения в расплаве путем модификации щелочных ниток сульфата магния (МХШ) и оксида алюминия (Al2O3) сшивающим агентом Х-550, добавления азотно-фосфорного комплексного антипирена и полипропиленовой матрицы, дальнейшую обработку для получения пленок.
Азотно-фосфорный комплексный антипирен не только способствует образованию расширенного углеродного слоя в матрице ПП при высокой температуре, но и вступает в реакцию с MHSH с образованием фосфата магния, что повышает прочность расширенного углеродного слоя. Добавление Al2O3 улучшает теплопроводность материала, благодаря чему внутреннее тепло быстро передается поверхности, что служит отводом тепла и повышает термостойкость. Кроме того, MHSH и Al2O3 выступали в качестве жестких наполнителей для улучшения механических свойств композитной пленки PP/MHSH/Al2O3/NP. Таким образом, композитная пленка PP/MHSH/Al2O3/NP обладает превосходными огнестойкими свойствами и высокой механической прочностью.
Питание контейнера
Композиты ПП с высокими огнезащитными свойствами были получены путем смешивания в расплаве IFR, состоящего из полифосфата аммония, триазинового углеродообразующего агента и коэффектора, с чистыми обработанными ланч-боксами из переработанного полипропилена, что демонстрирует потенциал переработки ПП-ланч-боксов.
Проблемы с огнестойкостью ПП
Хотя все больше и больше людей начинают изучать огнестойкие ПП-композиты, в настоящее время существуют некоторые проблемы:
1. антипиреновая добавка, плохая совместимость с матрицей, влияющая на механические свойства материала;
2. Эффективные антипирены в основном содержат галогены и не соответствуют экологическим требованиям;
3. Антипирены дороги, что увеличивает затраты на производство.
Отказ от ответственности: Информация, изложенная выше, предоставлена Шанхай Цишен Пластиковая промышленность независимо от Alibaba.com. Alibaba.com не делает никаких заявлений и не дает никаких гарантий относительно качества и надежности продавца и продукции.
