Polipropilen (PP)Beş genel amaçlı plastikten biri olan plastik, çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, PP'nin yanıcı özelliği, uygulamasını sınırlandırmakta ve malzemenin daha da geliştirilmesini engellemektedir; bu nedenle insanlar, PP'nin alev geciktirici modifikasyonu konusunda endişe duymaktadır.
Polimer malzemeler, çoğu yanıcı olan karbon, hidrojen ve oksijen gibi elementleri içeren polimer bileşikleridir. Polimer malzemelerin yanması, erime ve yumuşama, hacim değişiklikleri gibi özel olayları gösteren, entegre prosesin bir dizi fiziksel değişimi ve kimyasal reaksiyonudur. Yanma süreci üç adımdan oluşur:
İlk olarak, termal ayrışma reaksiyonu küçük gaz molekülleri üretir, daha sonra gaz karışımı şiddetli bir kimyasal reaksiyonu tetikleyecek yanma koşullarına ulaşır ve son olarak yanıcı gaz karışımının hızlı yanması büyük miktarda ısı üretir ve reaksiyon döngüsü gerçekleşir. devam ediyor.
PP yalnızca 17.4 oksijen indeksine sahip olduğundan yanıcıdır ve yanma sırasında büyük miktarda ısı üretir, bu da kolaylıkla yangınlara neden olabilir, can ve mal güvenliği için tehdit oluşturabilir. Elektronik ve elektrikli aletler alanında, PP'nin yanıcılığı daha geniş uygulamasını kısıtlamaktadır, bu nedenle PP malzemeler için alev geciktirici işlemin yapılması gerekmektedir.
Alev geciktirici mekanizma
Alev geciktirici mekanizma esas olarak zincir reaksiyon sonlandırma mekanizması, yüzey izolasyon mekanizması ve kesintili ısı değişim mekanizmasını içerir. Zincirleme reaksiyon sonlandırma mekanizması, yanma işlemi sırasında üretilen H2O'yu tüketerek yanma reaksiyonunu sonlandırır, yüzey izolasyon mekanizması, hava temasını engellemek için katı bileşikler üretir ve kesintiye uğrayan ısı değişim mekanizması, kendi kendini yok etmek için yanma ısısını emer.
Metal hidroksit alev geciktiricideki aktif karbon, topaklanma olasılığını azaltmak, PP matrisiyle uyumluluğu geliştirmek ve malzemenin alev geciktiriciliğini arttırmak için magnezyum hidroksit ile etkili bir şekilde birleşebilir. Alev geciktiricinin oranı ve aktivasyon derecesi, yağ emme değerindeki değişim test edilerek ayarlandı ve son olarak ağırlıkça %28.9 aktif karbon modifiye magnezyum hidroksit alev geciktirici eklendiğinde sınırlayıcı oksijen indeksinin maksimum %25 değerine ulaştığı bulundu. PP'ye.
Metal hidroksit alev geciktiriciler, polipropilen (PP) malzemelerin alev geciktiriciliğini arttırmak için kullanılan katkı maddeleridir. Malzemenin mekanik mukavemetini daha da arttırmak için araştırmacılar ayrıca poliolefin elastomeri (POE) ve kalsiyum karbonat nanopartiküllerini (CaCO3) de malzemeye eklediler. Sonuçlar, modifiye edilmiş PP kompozitlerin sadece mükemmel alev geciktirici özelliklere sahip olmakla kalmayıp aynı zamanda yüksek mekanik mukavemet sergilediğini gösterdi.
Bor alev geciktiriciler
Bor alev geciktiriciler PP/BN@MGO kompozitlerinde önemli bir rol oynar. BN@MGO alev geciktiricinin kapsüllenmiş yapısı ve alkilasyon modifikasyonu nedeniyle, dolgu maddesinin yüzeyinde karbon elementi zenginleştirilebilir, bu da PP gövdesiyle afiniteyi arttırır ve PP matrisinde eşit şekilde dağılmasını sağlar.
Bu arada, modifiye edilmiş işlenmiş BN@MGO, zikzak yol etkisine ve yüksek termal stabiliteye sahiptir; bu da, düşük termal genleşme katsayısına ve yüksek alev geciktiriciliğe sahip bir malzeme ile sonuçlanır. Bu özellikler, PP/BN@MGO kompozitlerinin verimli ısı dağıtma elektronik cihazları, ev aletleri ve termal yönetim alanlarında geniş bir uygulama yelpazesine sahip olmasını sağlar.
Ek olarak, bor alev geciktirici APP/MCA-K-ZB ağırlıkça %25 oranında eklendiğinde (APP/MCA-K-ZB kütle oranı 3/1), PP kompozit UL-0'da V-94 derecesine ulaşabildi. 32.7 testinde sınırlayıcı oksijen indeksi %XNUMX kadar yüksekti. Termogravimetrik analiz (TGA) ve taramalı elektron mikroskobu (SEM) test sonuçları, APP/MCA-K-ZB ilavesinin, altındaki PP matrisini daha fazla yanmadan etkili bir şekilde koruyan ve malzemenin termal özelliklerini iyileştiren yoğun bir grafit karbon tabakası oluşturabildiğini göstermektedir. Kararlılık ve karbon oluşturma yeteneği.
Silikon alev geciktiriciler
Silikon alev geciktiricilerdeki HNT'ler-Si, orijinal boru şeklindeki yapıyı koruyabilir ve termal olarak bozunmuş PP zinciriyle bükülerek yoğun bir karbon tabakası oluşturabilir, bu da PP'nin yanması sırasında ısı, kütle ve duman transferini etkili bir şekilde engeller. Polisiloksan, HNTs-Si'nin yüzeyinin polaritesini azaltarak PP alt tabakayla uyumluluğu artırabilir ve çatlak köprüleme etkisi de PP kompozitlerin sünekliğini artırır.
Ek olarak, silika bazlı alev geciktiriciler arasında nano-Sb2O3 ve OMMT, modifikasyondan sonra yoğun bir karbon tabakası oluşturabilir, bu da PP bazlı kompozitlerin termal stabilitesini ve alev geciktiriciliğini etkili bir şekilde artırır. OMMT ve nano-Sb2O3'ün PP matrisindeki heterojen çekirdeklenmesi, malzemelerin kristalliğini ve gerilme mukavemetini geliştirebilir.
Fosforlu alev geciktiriciler
Fosforlu alev geciktiricilerdeki sorbitol ve amonyum polifosfat, ısı yayılımını geciktirmek ve malzemenin alev geciktiriciliğini artırmak için karbonlu bir tabaka oluşturabilir. SPDEB ve amonyum polifosfatın birleşik etkisi, PP malzemelerin alev geciktiriciliğini etkili bir şekilde artırabilir ve yanıcı gazların emisyonunu azaltabilir.
Azot bazlı alev geciktiriciler
Nitrojen bazlı alev geciktiricilerdeki MPP ve AP, yanıcı olmayan gazlar ve fosfor içeren maddeler açığa çıkarabilir, havadaki yanıcı gazları seyreltebilir ve gaz koruyucu görevi görerek yanmayı azaltabilir. Supramoleküler kendi kendine birleşme yöntemleri, belirli yapılara sahip bileşikleri sentezlemek, alev geciktiricilerin malzemelerdeki dağılımını iyileştirmek ve alev geciktiriciliği arttırmak için kovalent olmayan bağları kullanabilir.
Şişen alev geciktirici
NiCo2O4, kontrol edilebilir morfoloji, geniş spesifik yüzey alanı, çoklu aktif bölgeler ve kolay ve çeşitli hazırlama yöntemleri avantajlarına sahip, şişen bir alev geciktiricidir. Nikel bazlı bir bileşik olarak, hem yanma ürünlerini azaltan hem de malzemenin alev geciktiriciliğini artıran mükemmel karbon katalitik yeteneği sergiler.
Bu üstünlük temel olarak polietilen akrilatın (PER) termal ayrışmasını hızlandırabilen, amonyum polifosfatın kömürleşmesini artırabilen ve polipropilen (PP)/şişen alev geciktiricide genişletilmiş kömür tabakasının oluşumunu teşvik edebilen Ni+ iyonlarının rolünden kaynaklanmaktadır. sistem. Bu arada, bimetalik oksitler yüksek sıcaklıklarda stabildir ve güçlü katalitik yeteneğe sahiptir; bu, PP/genişletilmiş alev geciktirici kompozitin yoğun ve tekdüze bir kömür tabakası oluşturmasına ve kömür tabakasının ve kömür kalıntısının termal stabilitesini artırmasına yardımcı olur.
Ayrıca çiçeğe benzeyen NiCo2O4 yapısının yüzeyde çok sayıda kıvrımı ve polimerle geniş ve pürüzlü bir temas alanı vardır, bu da bağlanmayı güçlendirir. Bu çiçek benzeri yapı güçlü bir stabiliteye sahiptir, bu da işleme sırasında hasarın önlenmesine yardımcı olur ve yapının bütünlüğünü korur. Yanma işlemi sırasında, kömür oluşturan maddeler çiçek benzeri yapı arasına sabitlenebilir, bu da kömür tabakasının stabilitesini arttırır ve alt tabakanın alev geciktiriciliğini ve korunmasını sağlamak için bariyer rolünü etkili bir şekilde yerine getirir.
NiCo2O4'e ek olarak alev geciktirici etkide önemli rol oynayan bir dizi başka temel bileşen daha vardır. SiO2 jeli ile muamele edilmiş OS-MCAPP, hem gaz hem de asit kaynağı olarak görev yapar ve PP'nin, PP matrisini daha fazla ayrışmadan koruyan koruyucu bir kömür tabakası oluşturmasına yardımcı olur. Mükemmel bir kömür kaynağı olarak PEIC, yüksek kaliteli genişletilmiş kömür oluşumunda önemli bir rol oynar ve alev geciktirici kompozitlerin elde edilmesini kolaylaştırır.
PPA-C, yanma sırasında PER ile reaksiyona girerek POC bağları ve PC bağları oluşturur ve bu da neredeyse kusursuz bir kömür tabakasının oluşumuna katkıda bulunur. Ayrıca PPA-C, PP'nin termal olarak daha erken ayrışmasına ve daha yüksek sıcaklıklarda daha fazla kömür kalıntısı üretmesine neden olabilir. PPA-C ve PER arasında iyi bir sinerji vardır ve PPA-C/PER sisteminin alev geciktiriciliği geleneksel APP/PER sistemininkinden üstündür. PPA-C/PER (3:1) içeriği ağırlıkça %18'e ulaştığında, PP/şişen alev geciktirici kompozit malzeme UL-0 testiyle V-94 derecesine ulaşır ve nihai oksijen indeksi %28.8'e ulaşabilir.
Ambalaj uygulamaları için alev geciktirici PP malzemeler
PP plastik düşük yoğunluklu, iyi şeffaf, toksik olmayan ve kokusuz, kolay işlenebilir ve kalıplanabilir, düşük fiyat ve diğer özelliklere sahiptir ve bu da onu ambalaj alanında büyük bir uygulama potansiyeline sahip kılar. Ancak PP plastiğin yanıcılık ve yüksek sıcaklık dayanımının zayıf olması gibi kusurları, ambalajlama alanındaki gelişimini sınırlamıştır. Bu nedenle son yıllarda birçok bilim insanı yüksek alev geciktirici özelliklere sahip PP ambalaj malzemelerinin araştırılmasına odaklanmıştır.
Araba aküsü muhafazası
Aküler, yeni enerji araçlarının temel bileşenlerinden biridir, bu nedenle aküyü güvenli bir şekilde koruyan akü muhafazası çok önemlidir. Geleneksel akü ambalajında esas olarak metal malzemeler ve levha kalıplama bileşiği (SMC) malzemeleri kullanılır, ancak bu malzemelerin kalıplama işleminin karmaşıklığı ve yoğunluğu, yeni enerji araçlarının hafifliğini etkiler. Bu nedenle düşük yoğunluklu ve darbe dayanımı iyi olan PP malzemelere önem verilmektedir.
PP reçine matrisinden hazırlanan alev geciktirici özelliklere sahip PP malzeme, alev geciktirici olarak amonyum polifosfat/triazin kompleks sistemi, etilen-okten kopolimeri, propilen bazlı elastomer ve sertleştirici madde olarak EPDM yapıştırıcı kullanıldı. yeni enerji otomobil akü muhafazaları. Bu PP malzeme düşük yoğunluğu korur ve iyi alev geciktirici özelliklere ve darbe dayanımının yanı sıra iyi sızdırmazlık ve su geçirmezlik özelliklerine sahiptir.
Bileşen ambalajı
PP/MHSH/Al2O3/NP kompozitleri, alkali magnezyum sülfat viskisi (MHSH) ve alüminanın (Al2O3) çapraz bağlama maddesi KH-550 ile modifiye edilmesi ve nitrojen-fosfor kompleksi alev geciktirici ve PP matrisinin eklenmesiyle eriyik harmanlama yöntemiyle hazırlandı ve filmler oluşturmak için daha fazla işlenir.
Nitrojen-fosfor kompleksi alev geciktirici, yalnızca yüksek sıcaklıkta PP matrisinde genişletilmiş bir karbon katmanının oluşumunu desteklemekle kalmaz, aynı zamanda MHSH ile reaksiyona girerek magnezyum fosfat tuzu üretir ve bu da genişletilmiş karbon katmanının gücünü artırır.Al2O3 eklenmesi malzemenin termal iletkenliğini iyileştirir, böylece iç ısı hızla yüzeye aktarılır, bu da ısı dağıtımı görevi görür ve ısı direncini artırır. Ayrıca MHSH ve Al2O3, PP/MHSH/Al2O3/NP kompozit filmin mekanik özelliklerini geliştirmek için sert dolgu maddeleri olarak görev yaptı. Bu nedenle PP/MHSH/Al2O3/NP kompozit filmi mükemmel alev geciktirici özelliklere ve yüksek mekanik dayanıma sahiptir.
Gıda konteyner
Yüksek alev geciktirici özelliklere sahip PP kompozitler, amonyum polifosfat, triazin karbon oluşturucu madde ve yardımcı efektörden oluşan IFR'nin temiz işlenmiş geri dönüştürülmüş polipropilen öğle yemeği kutuları ile eritilerek harmanlanmasıyla hazırlandı ve PP öğle yemeği kutularının geri dönüştürülme potansiyelini ortaya koydu.
PP alev geciktiriciyle ilgili sorunlar
Giderek daha fazla insan alev geciktirici PP kompozitleri incelemeye başlasa da şu anda bazı sorunlar var:
1. alev geciktirici katkı maddesi, matrisle zayıf uyumluluk, malzemenin mekanik özelliklerini etkileyen;
2. Verimli alev geciktiriciler çoğunlukla halojen içerir ve çevresel gereksinimleri karşılamaz;
3. Alev geciktiriciler pahalıdır ve üretim maliyetlerini artırır.
Yasal Uyarı: Yukarıda belirtilen bilgiler tarafından sağlanmaktadır. Şangay Qishen Plastik Endüstrisi Alibaba.com'dan bağımsız olarak. Alibaba.com, satıcının ve ürünlerin kalitesi ve güvenilirliği konusunda hiçbir beyan ve garanti vermez.
