تكنولوجيا مثبطات اللهب العامة للبلاستيك وتقنيات التطبيق

تكنولوجيا مثبطات اللهب العامة للبلاستيك وتقنيات التطبيق

المواد البلاستيكية ذات الأغراض العامة لديها مجموعة واسعة من التطبيقات، بشكل رئيسي البولي بروبيلين (PP)، البولي إيثيلين (PE)، البوليسترين (PS) والبولي فينيل كلورايد (PVC)، وما إلى ذلك، والتي تستخدم في عدد كبير من الصناعات مثل التعبئة والتغليف والسيارات ، أشتات، الأجهزة الإلكترونية والكهربائية، والأنابيب، والأسلاك والكابلات.

بما أن سلامة مثبطات اللهب تشمل جميع جوانب المكان، فإن البوليمرات عند درجات الحرارة المرتفعة قابلة للاشتعال بشكل خاص، بينما يؤدي الاحتراق إلى إطلاق عدد كبير من الغازات السامة، والبيئة البيئية وحياة الناس، وتسبب الصحة ضررًا كبيرًا، لذا فإن سلامة مثبطات اللهب لمواد البوليمر هي حاجة ملحة للغاية لحل المشكلة.

كشخص مادي، فإن البحث المتعمق حول آلية مثبطات اللهب وتطوير وتطبيق مواد مثبطات اللهب الجديدة له أهمية كبيرة لتنمية المجتمع ومعيشة الناس.

1. الخصائص العامة لاحتراق البلاستيك والتعرف عليها

مادة البولي بروبيلين

يتكون البولي بروبيلين (PP) من بلمرة البروبيلين (البوليمر المتجانس PP)، أو البروبيلين وكمية صغيرة من بلمرة الإيثيلين المشتركة (البوليمر المشترك PP). الهيكل العادي، البلورة العالية، نقطة انصهار تبلغ حوالي 167 درجة مئوية، كثافة منخفضة، هو أخف أنواع البلاستيك للأغراض العامة، مع صلابة سطحية ممتازة ومقاومة تعب الانحناء، يستخدم حاليًا في عدد كبير من أغلفة الأجهزة المنزلية والديكور الداخلي والخارجي للسيارات وكذلك المكونات الإلكترونية والكهربائية وغيرها من المنتجات.

خصائص احتراق PP: شديد الاشتعال، مؤشر الأكسجين حوالي 17٪، قيمة حرارية عالية للاحتراق، سريع، مكونات CH ليس من السهل أن تصبح فحمًا، سوف يذوب الاحتراق ويتقطر، وكان الطرف العلوي من اللهب أصفر والنهاية السفلية كان اللون الأزرق، في الأساس لا يوجد دخان أسود، مصحوبا برائحة باهتة من حرق النفط، بعيدا عن النار يمكن أن تستمر في حرق، وبقايا الاحتراق للمواد الغروية السوداء.

البولي ايثيلين

يمكن تقسيم البولي إيثيلين (PE) عن طريق بلمرة الإيثيلين، وهو بوليمر بلوري نموذجي، وفقًا لدرجة التبلور إلى LDPE وHDPE وكمية صغيرة من البوليمر المشترك الأوليفين (LLDPE). مع مقاومة ممتازة لدرجات الحرارة المنخفضة (يمكن أن تصل أدنى درجة إلى -70 درجة مئوية أدناه)، واستقرار كيميائي جيد، وخصائص عزل كهربائي جيدة، وسهلة المعالجة. الآن تستخدم على نطاق واسع في أكياس التعبئة والتغليف البلاستيكية والأفلام الزراعية ومنتجات صب الحقن المجوفة.

خصائص احتراق PE: شديد الاشتعال، مؤشر الأكسجين يبلغ 17٪ أو نحو ذلك، يتشقق عند درجات حرارة عالية، احتراق سريع، نفس هيكل CH يصعب أن يصبح فحمًا، سوف يذوب الاحتراق ويتقطر، وكان الطرف العلوي من اللهب أصفر والسفلي كانت النهاية زرقاء، ولا يوجد في الأساس دخان أسود، مصحوبًا برائحة حرق البارافين المميزة، ويمكن أن يستمر في الاحتراق بعد ترك النار، وهناك بقايا سوداء.

البوليسترين

البوليسترين (PS) هو نظام ثنائي الطور مبلمر من البيوتادين والستايرين، وعادة ما يحتوي على 5-15٪ من محتوى البولي بوتادين، وABS منخفض التكلفة نسبيًا، وقوة أعلى، وصلابة أفضل، واستقرار جيد للأبعاد. تستخدم بشكل رئيسي في مواد التعبئة والتغليف الاستهلاكية وقذيفة الأجهزة المنزلية والأجزاء الأخرى المصبوبة بالحقن.

خصائص الاحتراق PS: قيمة حرارية عالية، حرق مكثف، بالقرب من النار انكماش حاد، من الصعب أن تصبح فحم، تليين سطح الاحتراق، تقرحات، اللهب كان برتقالي-أصفر، هناك دخان أسود كثيف كان رماد الفحم متطاير، كثافة الدخان أكبر ، هناك رائحة مونومر الستايرين، بعيدًا عن النار لمواصلة الاحتراق، هناك بقايا سوداء.

كلوريد البوليفينيل

كلوريد البوليفينيل (PVC) هو بوليمر اصطناعي يتم إنتاجه عن طريق بلمرة الجذور الحرة لمونومر كلوريد الفينيل. ويتكون تركيبه الكيميائي من وحدات كلوريد الفينيل المتكررة، تحتوي كل منها على ذرة كربون واحدة، وذرتي هيدروجين، وذرة كلور واحدة.

يمنح هذا الهيكل PVC خصائص فيزيائية وكيميائية فريدة تسمح له بالتفوق في مجموعة واسعة من التطبيقات. إنه يتمتع بخصائص ميكانيكية جيدة واستقرار كيميائي، ومقاوم لمجموعة واسعة من المواد الكيميائية، وله درجة معينة من تثبيط اللهب خاص به. يصل مؤشر الأكسجين للـ PVC النقي إلى 45٪، ولكن بسبب معالجة عدد كبير من الملدنات المضافة لزيادة القابلية للاشتعال.

هذه الخصائص تجعل PVC يستخدم على نطاق واسع في العديد من المجالات مثل البناء والتعبئة وعزل الأسلاك والكابلات والجلود الاصطناعية وما إلى ذلك.

خصائص احتراق PVC: بما أن PVC نفسه ذاتي الإطفاء، فإن هناك قدرة معينة على الفحم، وسيكون احتراقه ناعمًا، واللهب أصفر في الطرف العلوي من الطرف السفلي للأخضر، وهناك دخان أسود، وهناك محفز رائحة كلوريد الهيدروجين، بعيدا عن النار سوف تنطفئ، وهناك بقايا سوداء.

2.تقنيات تطبيق مثبطات اللهب البلاستيكية العامة

مثبطات اللهب الهالوجينية: حاليًا أحد أكبر إنتاج مثبطات اللهب في العالم، على الرغم من أنه بسبب المشكلات البيئية وكثافة الدخان العالية، لا يزال يمثل حاليًا المركز المهيمن لمثبطات اللهب في المواد البلاستيكية، ويرجع ذلك أساسًا إلى كفاءتها العالية في تثبيط اللهب، والمزيد من أنواع لهب الهالوجين مثبطات، قابلية التطبيق واسعة جدًا، وبالتالي فإن نطاق التطبيق لا يزال واسعًا، ومثبطات لهب البروم هي مثبطات لهب الهالوجين وهي واحدة من أهم وأكثر فعالية.

تشتمل مثبطات اللهب المبرومة النموذجية على الإيثر الثنائي الفينيل العشاري البروم، وعشاري البروم ثنائي الفينيل إيثان، ورباعي البروم ثنائي الفينول أ، والبروموتريازين، وراتنجات الإيبوكسي المبرومة، والستيرين المبروم.

مثبطات اللهب غير المهلجنة: لأسباب بيئية، يتم الآن الترويج لمثبطات اللهب غير المهلجنة وتطبيقها بقوة. تشتمل مثبطات اللهب غير المهلجنة الرئيسية على مثبطات اللهب غير العضوية مثل هيدروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد الألومنيوم، ومثبطات لهب الفوسفور (الفوسفور الأحمر، وهيبوفوسفيت ثنائي إيثيل الألومنيوم، وهيبوفوسفيت الألومنيوم غير العضوي، وإستر حمض الفوسفوريك، وما إلى ذلك)، ومثبطات لهب الفوسفور والنيتروجين (بولي فوسفات الأمونيوم). ، الميلامين متعدد الفوسفات، وما إلى ذلك) ومثبطات اللهب النيتروجينية (الميلامين، الميلامين سيانورونات، إلخ).

من خلال إضافة مثبطات اللهب المفردة أو مثبطات اللهب المركبة إلى البلاستيك، يمكن تحقيق مواد معدلة لمثبطات اللهب بمستويات ومتطلبات مختلفة لمثبطات اللهب.

تطبيقات مثبطات اللهب من مادة البولي بروبيلين

مثبطات اللهب PP - درجة V2 القياسية من UL، اختيار الحل هو كما يلي:

- نظام ثماني برومو الأثير (أو كبريتيد ثماني برومو): إضافة مثبطات اللهب التآزرية لثالث أكسيد الأنتيمون، إجمالي الكمية المضافة من 6 إلى 8%، حتى إطفاء الحريق، ولكن هناك تقطير، الخواص الميكانيكية للمادة للحفاظ على عادلة .

- نظام بروم النيتروجين الفوسفوري: إضافة البلمرة المتجانسة PP 1 ~ 2٪، إضافة البلمرة المشتركة PP 4 ~ 6٪، حتى إطفاء الحريق، ولكن هناك احتراق القطن بالتنقيط والقشط، والخصائص الميكانيكية للمادة وPP النقي هي نفسها تقريبًا .

مثبطات اللهب PP - مستوى V0 القياسي UL، خيارات الحل هي كما يلي:

- نظام أنتيمون البروم (DBDPE + Sb2O3): إجمالي الإضافة حوالي 25% حتى مستوى UL-94 V0، ولكن بسبب إضافة المزيد تكون تكلفة المادة مرتفعة، ويكون للخصائص الميكانيكية تأثير فيما يتعلق بالحاجة إلى إضافة المتوافقات وعوامل التقوية لضبط الخواص الميكانيكية، يمكنك أيضًا إضافة بعض التلك ومواد حشو أخرى لتقليل التكاليف.

- نظام IFR الخالي من الهالوجين: نظام مثبطات اللهب من نوع التوسع بالفوسفور والنيتروجين، يضيف 25-30%، حتى مستوى UL 94 V0، بسبب إضافة المزيد، نفس الخصائص الميكانيكية لها تأثير أكبر، تحتاج إلى إضافة تشديد مناسب عامل ومواد مضافة أخرى لتحسين أداء المادة.

- نظام هيدروكسيد المغنيسيوم غير العضوي (MDH): يمكن أيضًا إضافة مثبطات اللهب PP عن طريق إضافة عدد كبير من مثبطات اللهب غير العضوية لتحقيق متطلبات مثبطات اللهب الأعلى، مثل هيدروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد الألومنيوم، ولكن يجب أن تصل كمية المواد المضافة إلى أكثر من 50-60% للحصول على تأثير مثبط للهب ومتطلبات مؤشر الأكسجين مرضية، وبالتالي فإن التأثير على الخواص الميكانيكية للمادة كبير جدًا أيضًا. ويمكن استخدامه أيضًا عن طريق مزجه مع مثبطات اللهب الأخرى لتقليل كمية مثبطات اللهب غير العضوية المضافة، وبالتالي تقليل التأثير على الخواص الميكانيكية للمادة.

مقارنة مثبطات اللهب PP

تطبيق مثبطات اللهب من البولي إيثيلين

اختيار محلول مثبطات اللهب من البولي إيثيلين:

- نظام مثبطات اللهب للفوسفور الأحمر (RP): مثبطات اللهب PE هي مثبطات اللهب الأكثر كفاءة ويستخدم نظام الفوسفور الأحمر بشكل عام، نظرًا لمتطلبات السلامة، يتم استخدام ماستر الفسفور الأحمر المطلي المعدل بشكل عام كمثبط للهب، إضافة حوالي 15٪ يمكن تحقيق مستوى UL94 القياسي 1.6 مم V0.

- نظام مثبطات اللهب أنتيمون البروم (DBDPE/Sb2O3): إجمالي الكمية المضافة حوالي 25%، حتى مستوى UL-94 القياسي 1.6 مم V0، يمكن أن يضيف كمية صغيرة من الحشو المعدني، وكفاءة مثبطات اللهب العالية، يمكنك إضافة عامل تشديد لتقليل تأثير قوة التأثير على قوة التأثير للاحتفاظ بشكل أفضل.

- نظام IFR الخالي من الهالوجين: لا يمكن استخدام نظام PE مع نظام يحتوي على APP، فخصائص مثبطات اللهب لها تأثير على استخدام مثبطات اللهب المركبة من الفوسفور والنيتروجين مع إضافة إجمالية تبلغ 25 إلى 26%، ويمكن أن تصل إلى معيار UL94 مستوى 1.6 ملم V0. لا يمكن للنظام عمومًا إضافة حشو معدني، وسيكون تأثير مثبطات اللهب أكبر.

- نظام هيدروكسيد المغنيسيوم غير العضوي (MDH) وهيدروكسيد الألومنيوم (ATH): يستخدم بشكل عام لإضافة عدد كبير من MDH أو ATH (أكثر من 60%)، يمكنك تحقيق مؤشر أكسجين يبلغ 30 أو أكثر، وكثافة دخان منخفضة للهب يمكن أيضًا مضاعفة المواد المثبطة منخفضة الدخان والخالية من الهالوجين مع الفوسفور الأحمر (RP) أو IFR للحصول على تأثير مثبط أعلى للهب.

مقارنة مثبطات اللهب PE

تطبيق مثبطات اللهب من البوليسترين

اختيار محلول مثبطات اللهب:

- نظام البروم والأنتيمون: بشكل عام تكون نسبة البروم والأنتيمون 3:1، وهناك المزيد من مثبطات اللهب البروم المناسبة للبوليسترين، ولكل منها مزايا وعيوب مختلفة، وبشكل عام يمكن أن تلبي متطلبات مثبطات اللهب، لذلك من الضروري حدد نظام مثبطات اللهب وفقًا لخصائص المنتجات.

مقارنة مثبطات اللهب الهالوجينية PS

- نظام IFR/الجرافيت القابل للتوسيع: يمكن أن يشكل هيكل طبقة الجرافيت القابل للتوسيع نوعًا خاصًا من مركب الإقحام. تظهر بعض الأبحاث أن مثبطات اللهب القابلة للتوسيع من الجرافيت والفوسفور والنيتروجين يمكن أن تحقق تأثيرًا أفضل لمثبطات اللهب عند استخدامها معًا.

- نظام IFR+PPO: تم اختيار IFR وإيثر البولي فينيلين كنظام مثبطات اللهب المركب لتركيب مثبطات اللهب PS، والذي يمكنه تحسين أداء مثبطات اللهب لـ PS بشكل فعال. يتمتع PPO بأداء جيد جدًا في تكوين الفحم وله تأثير مثبط للهب جيد مع IFR. ومع ذلك، نظرًا لضعف مقاومة PPO للأشعة فوق البنفسجية، فإن الحركة منخفضة نسبيًا، مما يجعل تطبيق المنتجات محدودًا.

- نظام مثبطات اللهب غير العضوية من هيدروكسيد المغنيسيوم: عن طريق إضافة كمية كبيرة من مثبطات اللهب غير العضوية من هيدروكسيد المغنيسيوم، يمكن تحقيق تأثير مثبطات اللهب، ويمكن أيضًا دمجها مع مثبطات لهب الفوسفور الأحمر، للحصول على مواد مثبطة للهب أعلى. ومع ذلك، ونظرًا لإضافة كميات كبيرة من هيدروكسيد المغنيسيوم، فإن صلابة المادة لها تأثير على الحاجة إلى التشديد وتعديل التوافق من أجل الحصول على الخواص الميكانيكية المطلوبة.

فيما يلي محتوى الصورة المعروضة بتنسيق جدول باللغة الإنجليزية:

PS مقارنة مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين

تطبيق مثبطات اللهب من البولي فينيل كلورايد

حل اختيار مثبطات اللهب:

- مثبطات اللهب التآزرية للأكسيد المعدني: نظرًا لأن PVC نفسه يحتوي على نسبة عالية من الكلور، عادةً عن طريق إضافة كمية معينة من CPE وأكاسيد معدنية إلى PVC، يمكن تحقيق أداء أعلى لمثبطات اللهب. في جميع أنواع أكاسيد المعادن، لتحسين قدرة مؤشر الأكسجين، بشكل عام ستانات الزنك > Sb2O3 > أوكتاموليبدات الأمونيوم > بورات الزنك.

- أنظمة هيدروكسيد الألومنيوم غير العضوي وهيدروكسيد المغنيسيوم:

هيدروكسيد المغنيسيوم وهيدروكسيد الألومنيوم يمكن أن يقلل بشكل كبير من كمية الدخان ويحسن خصائص مثبطات اللهب للـ PVC، وفي الوقت نفسه يمكن أن يقلل من كمية ملء مثبطات اللهب. مثبطات اللهب المعدنية غير العضوية لها تأثير أكبر على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للمواد البلاستيكية الصلبة، وخصائص مثبطات اللهب، وخصائص تقليل الدخان.

وبعد الاختبار والتحقق وجد المؤلف أن استخدام مسحوق الجبس الصلب كمادة حشو محسن من مادة حشو كربونات الكالسيوم مؤشر الأكسجين أفضل بكثير، ومسحوق الجبس مقارنة بكربونات الكالسيوم، فإن أدائه البيئي أكثر تفوقا، وهيدروكسيد المغنسيوم، المعدن. أكاسيد مثبطات اللهب المركبة التآزرية، يمكنك الحصول على مؤشر أكسجين أعلى من مواد مثبطات اللهب الصديقة للبيئة.

- اعتماد الملدنات المثبطة للهب TCPP أو إستر أنهيدريد رباعي البروم (B45-Z) لاستبدال جزء من الملدنات القابلة للاحتراق يمكن أن يحسن مؤشر الأكسجين بشكل كبير. نظرًا لأن B45-Z نفسه عبارة عن مركب يحتوي على البروم ذو جاذبية نوعية كبيرة، فإنه سيزيد من صلابة المادة وثقلها النوعي، والتكلفة أعلى، في حين أن TCPP أرخص، ولكن تأثير مثبطات اللهب ليس جيدًا مثل أن B45-Z.

فيما يلي محتوى الصورة المعروضة بتنسيق جدول باللغة الإنجليزية:

مقارنة مثبطات اللهب PVC

خاتمة

في البحث عن تكنولوجيا مثبطات اللهب للمواد البلاستيكية للأغراض العامة، لقد استجابت شركة YINSU Flame Retardant بشكل إيجابي لطلب السوق وطورت سلسلة من مثبطات اللهب المتخصصة والمخصصة. لا تتمتع مثبطات اللهب هذه بخصائص مثبطات اللهب الفعالة للغاية فحسب، بل يمكنها أيضًا تقليل تكلفة مثبطات اللهب بشكل كبير عند مستويات الإضافة المنخفضة.

تتفهم YINSU Flame Retardant الاختلافات في خصائص مثبطات اللهب بين المواد المختلفة وتقدم حلولاً مثبطات اللهب مصممة خصيصًا لمجموعة واسعة من المواد مثل البولي بروبيلين والبولي إيثيلين والبوليسترين والبولي فينيل كلورايد. سواء كان تطبيقًا قياسيًا أو حاجة خاصة، فإن YINSU Flame Retardant يمكنها توفير حلول مثبطات اللهب الفردية بناءً على المتطلبات المحددة للعميل لضمان تلبية معايير السلامة واحتياجات الأداء لكل نوع من المنتجات. لا تعمل هذه الخدمة المرنة والمخصصة على تعزيز القدرة التنافسية للمنتجات في السوق فحسب، بل توفر أيضًا للعملاء المزيد من الخيارات والضمانات.