التقدم البحثي في ​​تعديل مثبطات لهب ABS ABS

التقدم البحثي في ​​تعديل مثبطات لهب ABS ABS

خلاصة

يعد راتنجات أكريلونيتريل-بوتادين-ستايرين (ABS) مادة لدعم حراري ممتازة مع مجموعة واسعة من التطبيقات في الصناعات مثل السيارات والإلكترونيات وتخزين الطاقة. ومع ذلك ، فإن قابلية التشهير تحد من استخدامها في الحقول ذات المتطلبات العالية المقاومة للحريق. تستعرض هذه الورقة أحدث التقدم البحثي في ​​ABS-ABS ، ويقارن آثار مثبطات اللهب المليئة بالهالوجين ، ومثبطات اللهب الفوسفوري النيتروجين ، ومثبطات اللهب القائمة على السيليكون ، والتقدم في حماية النانو غير العضوية على مثبطات Flame لـ ABS ، وتقدم بعضًا من المتطلبات الأخيرة في حماية البيئة لمحاكاة الأبطال.

مقدمة

Acrylonitrile-Butadiene-Styreene (ABS) هو بنيرة ثلاثية ثلاثي اللغات التي تظهر بنية Sea-Island 'ثنائية الطور على المستوى المجهري ، مع تشتت جزيئات مطاط البوتادين في مرحلة مستمرة من الستايرنيليونيتريل (SAN). من حيث الخواص العيانية ، يجمع ABS بين الخصائص الممتازة لمكوناتها الثلاثة. يمنح أكريلونيتريله بمقاومة كيميائية وصياد السطح. يوفر البوتادين البوليمر مع صلابة تشبه المطاط. ويعطي الستايرين الصلابة الجيدة وقابلية المعالجة. يمنح التأثير التآزري لهذه المكونات الثلاثة ABS مع سلسلة من المزايا ، بما في ذلك المقاومة الكيميائية ، وقوة التأثير العالي ، ومقاومة الحرارة ، وإمكانية المعالجة الممتازة ، مما يجعلها تستخدم على نطاق واسع في إلكترونيات السيارات ، وتخزين الطاقة ، والأجهزة المنزلية.

ومع ذلك ، فإن ABS هي مادة قابلة للاشتعال مع مؤشر الأكسجين المحدد (LOI) بنسبة 18 ٪ فقط. إنه يحترق بسرعة في اتجاه أفقي وينتج كمية كبيرة من الدخان الأسود أثناء الاحتراق. آلية الاحتراق من ABS معقدة بسبب تكوينها من ثلاثة مكونات رئيسية. يُعتقد عمومًا أن قطاع البولي بوتادين (مقطع B) يحتوي على ذرات الكربون الثلاثية البديلة ، مما يسهل تجريد الهيدروجين من البوتادين عن طريق الأكسجين ، مما يؤدي إلى الأكسدة وتسريع تدهور ABS. يشير بعض الباحثين أيضًا إلى أن توليد الجذور الشديدة التفاعل أثناء احتراق ABS هو مفتاح تحديد معدل الاحتراق. عندما يصادف البوليمر هو الراديكاليات ، فإنه يشكل جذور البوليمر والماء. في وجود الأكسجين ، يتم إنتاج المزيد من الجذور ، مما يحافظ على التفاعل ويولد في نهاية المطاف CO₂ و H₂O.

العناصر الأساسية الثلاثة لحذر البوليمر هي مواد قابلة للاحتراق ، الأكسجين ، والحرارة. مقاطعة أي واحد أو أكثر من هذه العناصر يمكن أن يحقق تأخير اللهب. لذلك ، يمكن أن يؤدي استخدام عناصر محاكاة اللهب إلى تعزيز خصائص ABS المعادلة بشكل فعال.

حاليًا ، هناك ثلاث طرق رئيسية لتحسين أداء ABS-Retardant Flame:

1. استخدام مثبطات اللهب المضافة.

2. استخدام البوليمرات التي تحتوي على عناصر محاكة اللهب.

3. استخدام مثبطات اللهب التفاعلية.

في الطريقة الأولى ، يتم دمج مثبطات اللهب بشكل أساسي في البوليمر عن طريق المزج المادي ، بما في ذلك مثبطات اللهب المليئة بالهالوجين ، ومثبطات اللهب الفوسفور النيتروجين ، ومثبطات اللهب غير العضوية. تتضمن الطريقة الثانية عادة مزج البوليمرات التي تحتوي على عناصر متثارة للهب مع راتنجات ، مثل كلوريد البولي فينيل (PVC) والبولي إيثيلين المكلور (CPE). تتضمن كلتا الطريقتين خلطًا بسيطًا من مثبطات اللهب أو البوليمرات المتجهة للهب مع الراتنج الأساسي ، والذي يؤثر غالبًا على الخواص والميكانيكية للبلاستيك. تتضمن الطريقة الثالثة عناصر البلمرة المشتركة للهب أو مثبطات اللهب في الراتنج القاعدي أثناء عملية البلمرة ، مما يمنع البوليمر مع خصائص محاكة اللهب المتأصل. هذه الطريقة لها تأثير أصغر على خصائص البلاستيك ولكنها أكثر تعقيدًا في التوليف وأقل تنوعًا. حاليًا ، لا تزال مثبطات اللهب المضافة هي الخيار الأساسي لتثبيت اللهب البوليمر. تستعرض هذه الورقة أنواع الاستخدام والاستخدام الحالي لمثبطات اللهب الشائعة في ABS ، مع التركيز على مثبطات اللهب المضافة.

خاتمة

تستخدم مثبطات اللهب المليئة بالهالوجين ، مثل مثبطات اللهب المبردة ، على نطاق واسع في منتجات ABS المتجهة للهب بسبب تعدد استخداماتها ، وكفاءة تثبيت اللهب العالية ، والتوافق الجيد مع الراتنج الأساسي. ومع ذلك ، فإن آثار محاكاة اللهب لمثبطات اللهب الخالية من الهالوجين على ABS محدودة للغاية حاليًا. مع المتطلبات البيئية المتزايدة للمواد على الصعيدين المحلي والدولي ، فإن الطلب على ABS المتجهة إلى الهالوجين ، سوف ينمو حتما في المستقبل. لتحقيق تثبيت اللهب الخالي من الهالوجين في ABS ، من الضروري معالجة القضايا التالية:

من ناحية ، يجب تحسين تشكيل char في ABS المُعاد بتبديل اللهب الخالي من الهالوجين. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي إدخال مجموعات محتوية على الأكسجين في بنية ABS أو إضافة البوليمرات المحتوية على الأكسجين إلى تعزيز تكوين Char ، وبالتالي تعزيز تثبيت اللهب. من ناحية أخرى ، قد يكون من الضروري أن تكون مقاربات التآزرية التي تُعادها للهب. من خلال الاستفادة من التأثيرات التآزرية لمثبطات اللهب المختلفة ، يمكن تحسين أداء ABS من ABS.

مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين لـ ABS:

تشمل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين لـ ABS بشكل أساسي مثبطات اللهب غير العضوية (مثل هيدروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد الألومنيوم) ومثبطات اللهب العضوية (مثل مثبطات لهب الفوسفور النيتروجين ومثبطات اللهب القائمة على السيليكون). ومع ذلك ، فإن مثبطات اللهب هذه لها عدة عيوب. على سبيل المثال ، يتطلب هيدروكسيد المغنيسيوم مستوى تحميل عالي (أعلى من 50 ٪) لتحقيق تثبيت فعال لهب ، مما يقلل بشكل كبير من الخواص الميكانيكية للمادة. بالإضافة إلى ذلك ، غالبًا ما تؤدي إضافة هذه مثبطات اللهب إلى انخفاض في قوة التأثير. على سبيل المثال ، عند إضافة هيدروكسيد المغنيسيوم إلى ABS عند مستويات عالية ، يمكن أن تنخفض قوة التأثير بأكثر من 70 ٪. ويرجع ذلك في المقام الأول إلى ضعف التوافق بين مثبطات اللهب غير العضوي ومصفوفة البوليمر ، مما يعطل السلامة الميكانيكية للمادة.

في السنوات الأخيرة ، جذبت الأبحاث حول مثبطات اللهب الحيوي المتجددة اهتمامًا متزايدًا. يمكن أن تكون مثبطات اللهب المستندة إلى الحيوي ، مع قدرتها الممتازة على تشكيل char ، بمثابة مصدر طبيعي وفعال للكربون في أنظمة محاكة اللهب (IFR). ومع ذلك ، لا تزال الدراسات حول تطبيقها في تأخير اللهب ABS نادرة. بالإضافة إلى ذلك ، هناك حاجة إلى مزيد من التحسينات في توافق مثبطات اللهب الحيوي مع مصفوفات البوليمر ، وفعالية محاكة اللهب ، والخصائص الشاملة الشاملة للمركبات الناتجة.

على الرغم من أن مثبطات اللهب المضافة تهيمن حاليًا على السوق ، إلا أن الأبحاث حول تثبيت اللهب الجوهري تنمو أيضًا. إن تثبيت اللهب الجوهري له تأثير ضئيل على خصائص المادة الأساسية وهو صديق للبيئة. ومع ذلك ، لا يزال في المقام الأول في مرحلة البحث ، مع تطبيق عدد قليل من المنتجات بالفعل. مع المتطلبات البيئية المتزايدة على الصعيدين المحلي والدولي ، أصبحت كيفية تطوير مواد البوليمر الجوهرية ذات الكفاءة العالية والودية من الناحية البيئية مشكلة ملحة للباحثين.

في الختام ، خصصت شركة Yinsu Flame Refardant Company جهودًا كبيرة لتطوير المزيد من مثبطات اللهب وفعالية البيئة على وجه التحديد لـ ABS. قدمت الشركة منتجات مثل ABS-P-20M و FRP-750A ، والتي تم تصميمها لتلبية المتطلبات الصارمة للتطبيقات الحديثة. بالإضافة إلى ذلك ، قامت الشركة بتطوير BROMANTENT Antimony Masterbatches التي يمكن أن تحل محل ثالث أكسيد Antimony التقليدي بشكل فعال ، مما يعزز تأخير اللهب من ABS دون المساس بخصائصه الميكانيكية. تسلط هذه الابتكارات الضوء على التزام يينسو بالتقدم في صناعة مثبطات اللهب من خلال حلول مستدامة وعالية الأداء.