جوانب تعديل مثبطات اللهب ABS ، ما هي مثبطات اللهب المطبقة؟

جوانب تعديل مثبطات لهب ABS ، ما هي مثبطات اللهب المطبقة ?

راتنج ABS عبارة عن كوبوليمر يتكون من ثلاثة مونومرات: الأكريلونيتريل (أ) ، وبوتادين (ب) ، وستيرين (ق). إنه بوليمر بالحرارة يكمن بين المواد البلاستيكية للأغراض العامة والبلاستيك الهندسي.

تشتهر راتنج ABS بمقاومة التأثير الممتازة ، ومقاومة الحرارة ، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة ، والمقاومة الكيميائية ، وسهولة المعالجة ، واللمعان السطحي الجيد. نظرًا لمجموعة واسعة من التطبيقات في صناعة السيارات والإلكترونية والكهربائية والمنسوجات والأجهزة المنزلية وصناعات البناء ، فقد ازداد الطلب على خصائص محاكاة اللهب في ABS.

دعنا نلقي نظرة فاحصة على أهمية مثبطات اللهب ABS ، وطرق لتحسين خصائص ABS-Retardant Flame ، والأنواع الرئيسية من مثبطات اللهب المستخدمة في ABS.

1. أهمية تأخير اللهب القيمة المطلقة

مع التطبيق على نطاق واسع للبوليمرات في الحياة الحديثة والصناعات المختلفة ، تتزايد متطلبات تأخير اللهب وغيرها من خصائص المواد. في الصين ، أصبح الطلب على البوليمرات المتجهة للهب أكثر إلحاحًا.

مثل معظم البوليمرات ، ABS هي مادة قابلة للاحتراق (مع مؤشر الأكسجين من 22 ٪ فقط). إنه يحترق بسرعة ويولد كمية كبيرة من الدخان عند الإشعال. لذلك ، فإن تأخير اللهب من ABS هو موضوع بحث مهم.

عند استخدامها وحدها ، يتمتع ABS بخصائص ضيقة للهب. في التطبيقات العملية ، يجب إضافة مثبطات اللهب لتحسين أدائها المحاكة للهب. ومع ذلك ، فإن إضافة مثبطات اللهب يمكن أن تقلل من الخواص المادية والميكانيكية لـ ABS ، وخاصة قوة تأثير المنتجات ، والتي يمكن أن تنخفض بشكل كبير. علاوة على ذلك ، فإن مثبطات اللهب عادة ما تكون أكثر تكلفة من 2 إلى 3 مرات من ABS ، مما يزيد من تكلفة المنتجات.

يستخدم معظم الشركات المصنعة المحلية DeCabromodiphiphenyl Ether (DEBDE) كمثبط لهب. يحتوي مثبطب اللهب هذا على محتوى بروميني عالي ، واستقرار حراري ممتاز ، ومبلغ إضافي منخفض ، وتأثير جيد للهب.

ومع ذلك ، مع تطوير التطبيقات الحديثة عالية التقنية ، لم يعد بإمكان مثبطات اللهب التقليدية تلبية متطلبات السوق للأداء. ستكون مثبطات اللهب المستقبلية حتماً خالية من الهالوجين ، وفعالة ، منخفضة الدخان ، منخفضة التسمم ، ومثبطات اللهب المركبة متعددة الوظائف.

الثاني. الأساليب الرئيسية لتحسين الأداء المتجه للهب من ABS

تعديل تكوين البوليمرات ABS: على سبيل المثال ، إضافة أنهيدريد ماليك أو tribromostyrene كمونومر رابع إلى البلمرة مع الستايرين ، البوتادين ، والأكريلونيتريل لإنتاج كوبوليمر من أربعة مكونات. توفر هذه الطريقة مثبطًا جيدًا للهب على المدى الطويل ، ولكن يجب إضافته أثناء عملية بلمرة ABS ، وهو معقد ومكلف ، لذلك نادرًا ما يتم استخدامه.

المزج مع راتنجات عالية للهب (على سبيل المثال ، PVC ، CPE ، وما إلى ذلك): تتطلب هذه الطريقة كمية كبيرة من راتنجات عالي النيران فعالة ، والتي يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الخواص المتأصلة في ABS.

إضافة مثبطات اللهب غير العضوي (على سبيل المثال ، AL (OH) ₃ ، Mg (OH) ₂ ، Moo₃ ، إلخ): تتطلب هذه الطريقة كمية كبيرة من مثبطات اللهب (عادةً ما يكون أكثر من 60 جزءًا) لتحقيق تأثير مترجع ملحوظ ، مما قد يقلل بشكل كبير من خصائص الميكانيكية والمعالجة للبوليمر ، مما يجعله أقل قيمة للاستخدام.

إضافة مثبطات اللهب العضوي (على سبيل المثال ، مركبات الهالوجين ، ومثبطات اللهب المستندة إلى الفوسفور ، وما إلى ذلك): تتطلب هذه الطريقة مثبطات أقل للهب وتوفر أداءً للوقود المتقاعدين ، ولكنه يحتوي على عيوب مثل مقاومة الطقس السيئة ، والتكاليف العالية ، وتوليد الدخان الأسود أثناء الاحتراق.

في الوقت الحالي ، تتضمن معظم الطرق مزيجًا من النهج الثلاثة الأخيرة القائمة على الإضافات لإعداد نظام ABS ذي النخبة المنخفضة ذات الدخات المنخفضة مع الخصائص الكلية الأمثل.

ثالثا. أنواع مثبطات اللهب القيمة المطلقة

مثبطات اللهب الهالوجيني

1. مثبطات اللهب المبردة: تشير مثبطات اللهب المجلد بشكل رئيسي إلى مثبطات اللهب المبردة ، والتي تنقسم إلى الفئات التالية:

• إيثرات ثنائي الفينيل polybrominated: وتشمل هذه الأثير Octabromodiphiphenyl و DeCabromodiphiphenyl ether. هذه مثبطات اللهب فعالة ، وتتطلب مستويات الاستخدام المنخفضة ، وتوفر خصائص ميكانيكية جيدة بتكلفة معتدلة. ومع ذلك ، فهي لا تتوافق مع توجيهات ROHS وتعتبر منتجات غير ودية من الناحية البيئية محظورة الآن.

• DeCabromodiphenyl Ethane (DBDPE): نظرًا لأنه يحتوي على البروم غير المجاني ، فإنه لا ينتمي إلى فئة الأثير ثنائي الفينيل متعدد البروم ولا ينتج مواد مثل Biphenyls pludbrominated وأثرات ثنائي الفينيل المخلوطة ، والتي تحظرها تمامًا من خلال التوجيه Rohs ، أثناء combustion. تكلفتها مماثلة لأثير decabromodiphenyl ، وقد أظهرت تقييمات السلامة أن DBDPE هو مثبطات لهب منخفضة التسمم ، مع آثار سلبية على الجينات الوراثية وسمية الجرعة المتكررة المنخفضة. يمكن أن يحل محل إيثرات ثنائي الفينيل متعدد البروم كمثبط لهب للملابس.

• راتنجات الإيبوكسي المبردة: يشير راتنجات الإيبوكسي المبردة إلى راتنجات الإيبوكسي التي تم تصنيعها من رباعي السفوف فينول أ. لها قابلية تدفق ذوبان ممتازة ، وكفاءة عالية للهب ، والاستقرار الحراري والضوء المتفوق ، والخصائص المادية والميكانيكية الجيدة ، مما يجعله بمثابة محاكمة مثالية للقبض على ABS.

2. مثبطات اللهب المكلورة (CPE): يظهر CPE كمسحوق أبيض ، غير سامة ، قابل للذوبان في الهيدروكربونات العطرية والمهالوسة ، وغير القابلة للذوبان في الهيدروكربونات الأليفاتية. يتحلل فوق 170 درجة مئوية ، ويطلق غاز كلوريد الهيدروجين. بسبب عدم وجود روابط مزدوجة غير مشبعة في بنيته الجزيئية ووجود مجموعات الكلور ، فإنه يحتوي على بنية كيميائية مستقرة ، ومقاومة ممتازة للحرارة ، ومقاومة البرد ، ومقاومة الطقس ، والمقاومة الكيميائية ، ومقاومة الأوزون ، وخصائص العزل الكهربائي. بصفتها بوليمر مرنة ، تتوافق CPE مع البوليمرات المختلفة ويمكن استخدامها كمعدل لـ ABS ، PVC ، PP ، PE ، PS ، إلخ. نظرًا لأن CPE يحتوي على هالوجينات ، فإنه يحتوي على خصائص محاكمة للهب ويمكن استخدامها كمستقيد ثانوي للهب. علاوة على ذلك ، فإن CPE أرخص من ABS ، مما يجعلها خيارًا مثاليًا لتعديل ABS المعاد للهب.

3. تأثير التآزر المتقاعدين للهب لـ CPE و SB₂O₃: عند إضافة CPE إلى مواد ABS مع متثاقل اللهب المركب DBDPE/SB₂O₃ ، يزداد مؤشر الأكسجين للمواد المركبة ، في حين أن معدل إطلاق الحرارة ، حرارة فعالة للاحتراق ، وانخفاض معدل فقدان الكتلة. يشير هذا إلى أن CPE لديها خصائص متثارة للهب ويمكن استخدامها كمثبط للهب الثانوي. بعد إضافة CPE ، تزداد قوة تأثير المادة المركبة بشكل كبير ، مما يشير إلى وجود تأثير تآزري بين CPE و SB₂O₃. بالإضافة إلى ذلك ، فإن إضافة CPE/SB₂O₃ يقلل بشكل كبير من معدل توليد الدخان للمادة المركبة ، مما يشير إلى أن CPE/SB₂O₃ له أيضًا تأثير جيد لدفع الدخان على ABS.

مثبطات اللهب خالية من الهالوجين

1. هيدروكسيد الألومنيوم وهائيات المغنيسيوم: هيدروكسيد الألومنيوم وهما هيدروكسيد المغنيسيوم هما مثبطان شائعان من نوع الحشو غير العضوي. تتميز بكونها خالية من الهالوجين ، غير سامة ، مثبتة الدخان ، وفعالة من حيث التكلفة.

إن آليات محاكمة اللهب هي نفسها في الأساس ، والتي تنطوي على كل من آلية الطور المكثف (أي ، في درجات حرارة عالية ، يشكل هيدروكسيد الألومنيوم مرحلة مكثفة على سطح ABS ، وعزل الهواء ، والمنع نقل الحرارة ، وتقليل التمييز المتلألئ ( يخضع المتركان إلى الجفاف الحراري ، أو انتقال الطور ، أو التحلل ، أو التفاعلات الخاطئة الأخرى ، مما يقلل من درجة حرارة سطح البوليمر ومنطقة الاحتراق ، مما يمنع التدهور الحراري ، وبالتالي تقليل التقليل من الغازات القابلة للاحتراق ، مما يؤدي في النهاية إلى تعطيل الظروف التي تدعم البوليمر).

ومع ذلك ، عند استخدامها بمفردها ، فإنها تتطلب كميات كبيرة وتغيير الخصائص الميكانيكية للراتنج بشكل كبير ، لذلك لا يتم استخدامها عمومًا كمثبطات لهب أولية.

2. الفوسفور الأحمر المغطى: الفوسفور الأحمر المغطى يحتوي على فوسفور عنصر محاكة اللهب فقط وله كفاءة أعلى من محاكاة اللهب من مثبطات اللهب الأخرى القائمة على الفوسفور. تعتمد آلية محاكة اللهب في المقام الأول على مثبطات اللهب المكثف ، أي في درجات حرارة عالية ، تشكل الفسفور الأحمر المغلف مرحلة مكثفة على سطح ABS ، وعزل الهواء ، ومنع نقل الحرارة ، وتقليل إطلاق الغازات القابلة للاحتراق لتحقيق تأخير الإغم.

ومع ذلك ، فإن استخدام الفوسفور الأحمر المغلف وحده لا يوفر تأثيرات كبيرة على محاكاة اللهب على ABS ، ولكن الجمع بينه مع العوامل التآزرية الأخرى يمكن أن يحقق نتائج أفضل للهب. لقد وجدت الأبحاث أنه عندما تكون كمية الفسفور الأحمر المغلف 9 ٪ ويمكن أن تكون كمية هيدروكسيد الألومنيوم 20 ٪ ، وهي عبارة عن ABS مثالية تآزرية وصديقة للبيئة ، يمكن الحصول على كل من خصائص ميكانيكية جيدة وخصائص للهب.

3. مثبطات اللهب المركب الفوسفوري النيتروجين: تعمل مثبطات اللهب المحتوية على النيتروجين بشكل رئيسي من خلال تكوين غازات غير قابلة للاحتراق مثل النيتروجين أثناء التحلل ، والتي تخفف وتزويد الغازات القابلة للاحتراق أو تغطي سطح المادة لتحقيق مثبطات اللهب. وتشمل الأمثلة الشائعة الميلامين ، والميلامين السياني (MCA) ، والميلامين بيروفوسفات.

أصبحت مثبطات لهب الفوسفور النيتروجين ، والتي تتكون في المقام الأول من الفوسفور والنيتروجين ، شائعة في تأخير اللهب الخالي من الهالوجين ل ABS. عندما يتم الجمع بين مركبات الفوسفور مع النيتروجين ، فإنها تشكل مثبطات لهب الفوسفور النيتروجين. تطلق مركبات النيتروجين غازات مثل N₂ و CO₂ و NH₃ و H₂O عند التسخين ، والتي تمنع إمدادات الأكسجين ، وتحقيق تأثيرات تآزرية ومحددة للهب.

رابعا. اتجاهات تنمية مثبطات اللهب القيمة المطلقة

بالنظر إلى البحث والتطوير والتقدم في مثبطات اللهب في السنوات الأخيرة ، يمكن ملاحظة الاتجاهات التالية:

1 . لذلك ، يتزايد الطلب على مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين وصديقة للبيئة.

2. الكفاءة العالية والوظائف المتعددة: لا يمكن لتطوير مثبطات اللهب ذات الكفاءة العالية والوظائف المتعددة تقليل التأثير على الخواص المادية والميكانيكية للمواد الأساسية فحسب ، بل تساعد أيضًا في تقليل تكاليف التلوث وخفض تكاليفها.

3. تقنيات النانو والميكروكاتول: مع التطور المستمر لتقنيات النانو والميكروكات ، أصبحت تعديل السطح والانهيار الفائق لمثبطات اللهب غير العضوية اتجاه التنمية. نظرًا لأن مثبطات اللهب غير العضوية لها تأثيرات ضعيفة على محاكاة اللهب وتتطلب إضافات كبيرة ، هناك حاجة إلى تقنيات جديدة مثل الانتهاء الفائق وتعديل السطح والترابط الجزيئي لتحسين أدائها.

4. تطبيق تكنولوجيا صياغة المركب: تستخدم بعض المنتجات عناصر الفوسفور لتحل محل الهالوجينات ، وتحقيق تثبيت اللهب من خلال توسيع مستوى الصوت. عند إضافتها إلى المواد المركبة ، فإن هذه الرغوة المثبطية المتقاطعة والروابط المتقاطعة ، وتشكل طبقة شار مستقرة على سطح المادة. يمكن أن تمنع طبقة Char هذه الحرارة ، وتقليل دخول الأكسجين ، وتمنع تقطيع البوليمر المنصهر ، وتركيز الدخان المنخفض والانبعاثات العضوية ، مما يوفر حماية جيدة للمادة. علاوة على ذلك ، فإن هذا Masterbatch لديه استقرار جيد في درجات الحرارة العالية ، ويسهل معالجته ، وله خصائص تلوين ممتازة.

خامسا. الاستنتاج

مع التطور السريع لصناعات الأجهزة المنزلية وصناعات السيارات ، ينمو استهلاك راتنج ABS في الصين بسرعة ، ويتم وضع متطلبات أعلى على الود البيئي وتثبيت اللهب في ABS. إن تطوير أنواع جديدة من مثبطات اللهب بأداء ممتاز ليس فقط موضوعًا بحثًا مهمًا في مواد محاكمة اللهب ولكن أيضًا اتجاهًا رئيسيًا لتطوير ABS.

تعتبر مثبطات اللهب التقليدية المليئة بالهالوجين ، مثل الأثير deCabromodiphiphenyl (DEBDE) ، تحديات بيئية فعالة ولكنها تواجه تحديات بيئية. استجابة لذلك ، تتحول الصناعة نحو مثبطات اللهب خالية من الهالوجين ، وعالية الكفاءة ، ومتعددة الوظائف. تتم مناقشة طرق مثل تعديل تكوين البوليمرات ABS ، والمزج مع راتنجات عالية للهب ، وإضافة مثبطات اللهب غير العضوية أو العضوية ، مع التركيز على تحقيق الخواص الميكانيكية المنخفضة الدخان والمحسّنة.

يقع Yinsu Flame Setradant في طليعة هذا الابتكار ، حيث يقدم مجموعة من المنتجات المصممة لصالح ABS. يوفر مثبطات Flass Flame Red Phosphorus ABS-P-20M مثبطات لهب ممتازة مع الحد الأدنى من التأثير على الخصائص الميكانيكية. تم تصميم ANTIMONY BROMIDE MASTERBATCH لـ ABS YS-BRT وسلسلة مثبطات Flame Thanposure المركب TANTIMONY لتعزيز أداء محاكاة اللهب مع الحفاظ على الاستقرار الحراري العالي وسهولة المعالجة. هذه المنتجات تجسد اتجاه الصناعة نحو مثبطات اللهب الصديقة للبيئة وعالية الأداء ، والتي تتماشى مع المطالب المتزايدة للتطبيقات الحديثة.