طرق مركب مثبطات اللهب ABS واختيار مثبطات اللهب

طرق مركب مثبطات اللهب ABS واختيار مثبطات اللهب

راتنج ABS عبارة عن بوليمر لدن بالحرارة بين البلاستيك للأغراض العامة والبلاستيك الهندسي، وهو عبارة عن بلمرة مشتركة لثلاثة مونومرات: أكريلونيتريل (A)، بوتادين (B) وستايرين (S).

يتمتع راتنج ABS بمقاومة الصدمات، ومقاومة الحرارة، ومقاومة درجات الحرارة المنخفضة، والمقاومة الكيميائية، وسهولة المعالجة والقولبة ولمعان السطح وغيرها من الخصائص، ويستخدم الآن على نطاق واسع في السيارات والإلكترونيات والأجهزة الكهربائية والمنسوجات والأجهزة ومواد البناء وغيرها من المجالات، لذلك متطلبات مثبطات اللهب لـ ABS مرتفعة أيضًا بشكل متزايد.

بعد ذلك، دعونا نقيم أهمية تعديل مثبطات اللهب ABS، والطرق الرئيسية والأنواع القابلة للتطبيق من مثبطات اللهب.

أهمية تعديل مثبطات اللهب ABS

مع التطبيق الواسع للبوليمرات في الحياة الحديثة والصناعات المختلفة، أصبح لدى الناس متطلبات أعلى وأعلى لمثبطات اللهب وغيرها من خصائص المواد. أصبحت متطلبات الصين من مواد البوليمر المثبطة للهب أكثر إلحاحًا.

مثل معظم مواد البوليمر، فإن ABS مادة قابلة للاشتعال (مؤشر الأكسجين الخاص بها هو 22٪ فقط)، وتحترق بسرعة عندما تشتعل فيها النيران وتنتج الكثير من الدخان، لذا فإن تثبيط اللهب لـ ABS هو موضوع بحث علمي مهم.

استخدام ABS وحده عندما يكون مثبطات اللهب ضعيفًا، في التطبيقات العملية لإضافة مثبطات اللهب لتحسين تأثيرها المثبط للهب، وإضافة مثبطات اللهب ستقلل من الخواص الفيزيائية والميكانيكية لـ ABS، خاصة أن أداء تأثير المنتج قد انخفض بشكل كبير ، وعادة ما يكون سعر مثبطات اللهب 2-3 أضعاف سعر ABS، مما يؤدي إلى زيادة تكلفة المنتج.

مثبطات اللهب التي تستخدمها معظم الشركات المصنعة المحلية هي الإيثر ثنائي الفينيل العشاري البروم (DEBDE)، الذي يحتوي على نسبة عالية من البروم، واستقرار حراري ممتاز، وكمية مضافة صغيرة وتأثير جيد لمثبطات اللهب.

ومع ذلك، مع تطبيق التكنولوجيا الفائقة الحديثة، أصبحت مثبطات اللهب التقليدية بعيدة كل البعد عن تلبية متطلبات السوق فيما يتعلق بأدائها، وسيكون مستقبل مثبطات اللهب الجديدة خاليًا من الهالوجين، وكفاءة عالية، ودخانًا منخفضًا، وسمية منخفضة، ومتعددة الاستخدامات. - مثبطات اللهب المركبة الوظيفية.

الطرق الرئيسية لتعديل مثبطات اللهب ABS

1. قم بتغيير مكونات البوليمر المشترك ABS، مثل إضافة السكسينات ترانسبوتيلين أو ثلاثي بروموستيرين مثل المونومر الرابع والستايرين، البوتادين، بلمرة أكريلونيتريل المشتركة، للحصول على بوليمر مشترك مثبط للهب مكون من أربعة مكونات. تتمتع هذه الطريقة بمتانة جيدة لمقاومة اللهب، ولكنها تحتاج إلى إضافتها في عملية بلمرة ABS، كما أن عمليتها معقدة وعالية التكلفة، لذلك فهي أقل استخدامًا.

2. خلط الراتنجات المقاومة للهب العالية (مثل PVC، CPE، إلخ). تحتاج هذه الطريقة إلى إضافة عدد كبير من الراتنجات المقاومة للهب العالية لتكون فعالة، مما سيؤثر بشكل كبير على الخصائص المتأصلة لـ ABS.

3. إضافة مثبطات اللهب غير العضوية (مثل Al(OH)3، Mg(OH)2، MoO3، إلخ). يجب إضافة مثبطات اللهب المستخدمة في هذه الطريقة بكميات كبيرة (عادة أكثر من 60 جزءًا) حتى يكون لها تأثير مثبط للهب كبير، مما سيؤدي إلى انخفاض كبير في الخواص الميكانيكية وخصائص المعالجة للبوليمر، فقدان القيمة.

4. أضف مثبطات اللهب العضوية (مثل مركبات الهالوجين، ومثبطات اللهب الفوسفورية، وما إلى ذلك). طريقة إضافة مثبطات اللهب، على الرغم من أنها أقل، إلا أن تأثير مثبطات اللهب جيد، ولكن هناك مقاومة سيئة للطقس، ومكلفة، ودخان أسود عند الاحتراق.

في الوقت الحاضر، فإن معظم طرق مثبطات اللهب الثلاثة الأخيرة تعمل على إعداد أداء أفضل لنظام ABS منخفض الدخان ومثبطات اللهب.

تصنيف مثبطات اللهب ABS

1. مثبطات اللهب الهالوجينية

مثبطات اللهب المبرومة

تشير مثبطات اللهب المهلجنة أساسًا إلى مثبطات اللهب المبرومة. تنقسم مثبطات اللهب المبرومة إلى الفئات التالية.

أنا. الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل: تشتمل مركبات PBDEs على الإيثر الثنائي الفينيل الثماني البروم (octaBDE) والإيثر الثنائي الفينيل العشاري البروم (decaBDE)، وما إلى ذلك. ويتميز هذا النوع من مثبطات اللهب بكفاءة عالية وجرعة منخفضة، وتتميز المنتجات بخصائص ميكانيكية جيدة وسعر معتدل. ومع ذلك، فإن مثبطات اللهب هذه لا تمتثل لحظر RoHS، وهي منتجات غير صديقة للبيئة، وقد تم حظرها الآن.

ثانيا. الإيثان ثنائي الفينيل العشاري البروم (DBDPE): نظرًا لوجود البروم غير الحر، فهو لا ينتمي إلى فئة إثيرات ثنائي الفينيل متعدد البروم، ولا ينتج ثنائي الفينيل متعدد البروم وإثيرات ثنائي الفينيل متعدد البروم عند حرقه، وغيرها من المواد المحظورة بموجب حظر RoHS.

وتشبه تكلفتها تكلفة الإيثر ثنائي الفينيل العشاري البروم، ويبين تقييم السلامة أن ثنائي الفينيل متعدد البروم ثنائي الفينيل متعدد البروم منخفض السمية، ومثبط لهب غير مهيج، وهو سلبي بالنسبة للعديد من الجينات الوراثية في الجسم الحي، وسمية منخفضة الجرعة المتكررة، لذلك يمكن استخدامه بدلاً من الإثيرات متعددة البروم ثنائية الفينيل كبديل. مثبطات اللهب لـ ABS.

بالإضافة إلى ذلك، مثبطات اللهب الأنتيمون هي عامل تآزري مهم لمثبطات اللهب، ويمكن استخدامها بمفردها أو الاستخدام المركب، خاصة بالاشتراك مع مثبطات اللهب المهلجنة يمكن أن تحسن بشكل كبير من فعالية مثبطات اللهب المهلجنة، مثبطات اللهب المهلجنة هي عامل تآزري لا غنى عنه. الأصناف الرئيسية هي Sb₂O₃، بينالي الشارقة₂O₅ وأنتيمونات الصوديوم (NaSbO₃-1/4 ساعة₂س) وهكذا.

ثالثا. راتنجات الايبوكسي المبرومة: يشير راتنجات الإيبوكسي المبرومة إلى راتنجات الإيبوكسي المُصنَّعة من رباعي بروموبيسفينول أ. وهي تتميز بقابلية انسياب ممتازة للذوبان، وكفاءة عالية في تثبيط اللهب، وثبات حراري ممتاز واستقرار للضوء، وخصائص فيزيائية وميكانيكية جيدة، وهي مثبطات لهب مثالية لـ ABS.

البولي إيثيلين المكلور (CPE) مثبطات اللهب

يتميز CPE بمظهر مسحوق أبيض، غير سام، قابل للذوبان في الهيدروكربونات العطرية والهيدروكربونات المهلجنة، غير قابلة للذوبان في الهيدروكربونات الأليفاتية، يتحلل فوق 170 درجة مئوية، ويطلق غاز كلوريد الهيدروجين.

لأن التركيب الجزيئي CPE لا يحتوي على روابط مزدوجة غير مشبعة والوصول إلى مجموعات الكلور، ويتم توزيع ذرات الكلور على طول سلسلة البولي إيثيلين بشكل عشوائي، لذلك فهو يتمتع بتركيبة كيميائية مستقرة، ومقاومة ممتازة للشيخوخة الحرارية، ومقاومة البرد، ومقاومة العوامل الجوية، والمقاومة الكيميائية، والأوزون المقاومة والعزل الكهربائي.

باعتباره بوليمرًا مرنًا، فإن CPE لديه توافق جيد مع العديد من أنواع البوليمرات ويمكن استخدامه كمعدل لـ ABS، PVC، PP، PE، PS، إلخ. وفي نفس الوقت، يحتوي CPE على الهالوجينات.

وفي الوقت نفسه، نظرًا لأن CPE يحتوي على الهالوجينات، فهو مثبط للهب ويمكن استخدامه كمثبط ثاني للهب، وسعر CPE أقل من سعر ABS، لذلك يعتبر CPE خيارًا مثاليًا لتعديل ABS مثبطات اللهب.

تأثير مثبطات اللهب التآزري لـ CPE وSb₂O₃: إضافة CPE إلى مادة ABS ومثبطات اللهب المركبة DBDPE/Sb₂O₃، سيزيد مؤشر الأكسجين للمادة المركبة، وسيتم تقليل معدل إطلاق الحرارة، وحرارة الاحتراق الفعالة، ومعدل فقدان الكتلة، مما يدل على أن CPE له تأثير مثبط للهب، ويمكن استخدامه كثاني مثبطات اللهب.

بعد إضافة CPE، تم تحسين قوة تأثير المركبات بشكل كبير، مما يشير إلى التأثير التآزري بين CPE وSb₂O₃. بالإضافة إلى ذلك، بعد إضافة CPE/Sb₂O₃، يمكن تقليل معدل توليد الدخان من المادة المركبة بشكل كبير، مما يشير إلى أن CPE/Sb₂O₃ له أيضًا تأثير جيد جدًا في قمع الدخان لـ ABS.

2. مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين

هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم: هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم هما من مثبطات اللهب غير العضوية الشائعة، والتي تتميز بعدم الهالوجين، وغير سامة، وقمع الدخان، وغير مكلفة.

آلية مثبطات اللهب هي نفسها بشكل أساسي، وهي آلية مثبطات اللهب ذات الطور المتماسك (أي، هيدروكسيد الألومنيوم ذو درجة الحرارة العالية على سطح ABS لتشكيل مرحلة متماسكة، معزولة عن الهواء، لمنع نقل الحرارة، وتقليل كمية الغاز القابل للاشتعال إطلاق سراح: هيدروكسيد المغنيسيوم / ABS احتراق المواد المركبة، وتشكيل طبقة الفحم الكثيفة على السطح.

يمكن أن يؤدي تكوين طبقة الفحم إلى منع حرارة الاحتراق من الجزء غير المحترق من ردود الفعل ومنتجات التحلل إلى منطقة اللهب لانتشار الاحتراق، ولعب دور العزل الحراري، والعزل، ويمكن أن يقلل بشكل فعال من معدل إطلاق الحرارة من المواد، لإبطاء احتراق المادة) وآلية التبريد (أي أن مثبطات اللهب تخضع للجفاف الممتص للحرارة، أو تغيير الطور، أو التحلل أو تفاعلات أخرى ممتصة للحرارة، مما يقلل درجة حرارة سطح البوليمر ومنطقة الاحتراق، لمنع الحرارة التحلل، وبالتالي تقليل كمية الغازات القابلة للاشتعال المتطايرة، وفي النهاية تدمير غاز الاحتراق.

ومع ذلك، فإن الجرعة المضافة وحدها تكون كبيرة، ويتم تغيير الخواص الميكانيكية للراتنج بشكل كبير، لذلك لا يتم استخدام مثبطات اللهب هذين بشكل عام كمثبط رئيسي للهب.

المغلفة الفوسفور الأحمر: يحتوي الفوسفور الأحمر المطلي فقط على عنصر مثبطات اللهب الفوسفور، وكفاءة مثبطات اللهب أعلى من مثبطات اللهب الأخرى المحتوية على الفوسفور. تعتمد آلية مثبطات اللهب الخاصة بها على مرحلة متماسكة من مثبطات اللهب، أي عند درجة حرارة عالية، يشكل الفوسفور الأحمر المطلي مرحلة متماسكة على سطح ABS، مما يعزل الهواء، ويمنع نقل الحرارة، ويقلل من كمية الغاز القابل للاشتعال. إطلاق، وذلك لتحقيق غرض مثبطات اللهب.

ومع ذلك، فإن تأثير مثبطات اللهب لـ ABS باستخدام الفوسفور الأحمر المطلي وحده ليس واضحًا، ويمكن الحصول على مثبطات أفضل للهب باستخدامه مع مواد متآزرة أخرى. لقد وجد أنه عندما تكون كمية الفسفور الأحمر المطلي 9٪، وكمية هيدروكسيد الألومنيوم 20٪، يمكن الحصول على الخواص الميكانيكية ومثبطات اللهب المرغوب فيها أكثر من مثبطات اللهب لحماية البيئة من ABS.

مثبطات اللهب المركبة من الفوسفور والنيتروجين: تُستخدم مثبطات اللهب المحتوية على النيتروجين بشكل أساسي في عملية التحلل لتكوين النيتروجين والغازات الأخرى غير القابلة للاحتراق، أو تخفيف وتخفيف الغازات القابلة للاشتعال أو تغطية سطح المادة ومثبطات اللهب. الأنواع الشائعة هي الميلامين، سيانورات الميلامين (MCA)، بيروفسفات الميلامين وما إلى ذلك.

الفوسفور والنيتروجين باعتباره المكون الرئيسي لمثبطات اللهب من نوع التمدد لتصبح مثبطات اللهب خالية من الهالوجين ABS، عندما تنضم مركبات الفوسفور إلى النيتروجين يمكن تشكيلها بعد الفوسفور - مثبطات اللهب النيتروجينية، بسبب إطلاق حرارة مركبات النيتروجين N₂، شركة₂، نيو هامبشاير₃، ح₂O والغازات الأخرى، هذه الغازات غير القابلة للاحتراق تمنع إمداد الأكسجين، لتحقيق الغرض من تعزيز مثبطات اللهب والتأثير التآزري.

اتجاه تطوير مثبطات اللهب ABS

من خلال البحث والتطوير وتطوير مثبطات اللهب في السنوات الأخيرة، يمكن ملاحظة أن اتجاه التطوير هو.

1. حماية البيئة وسمية منخفضة. ستظل مثبطات اللهب الهالوجينية هي الأصناف الرئيسية لمثبطات اللهب، ولكن بسبب احتراق هذا النوع من مثبطات اللهب ستولد مواد سامة ومسببة للتآكل، وبالتالي سينمو الطلب على مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين ومثبطات اللهب الصديقة للبيئة.

2. إيكفاءة ومتعددة الوظائف. إن تطوير مثبطات اللهب الفعالة ومتعددة الوظائف، ليس فقط لتقليل تأثير مثبطات اللهب على الخواص الفيزيائية والميكانيكية للركيزة، وفي نفس الوقت للحد من التلوث، سيكون مفيدًا لخفض التكاليف.

3. النانو والكبسلة الدقيقة. مع التطوير المستمر لتكنولوجيا النانو والكبسلة الدقيقة، فإن تعديل السطح لمثبطات اللهب غير العضوية والمتناهية الصغر هو اتجاه التطوير. نظرًا لضعف تأثير مثبطات اللهب غير العضوية، يجب تحسين إضافة كميات كبيرة باستخدام تقنيات جديدة، مثل متناهية الصغر، وتعديل السطح، والترابط الجزيئي.

4. تطبيق التكنولوجيا المركبة. تستخدم بعض المنتجات عناصر الفوسفور لتحل محل الهالوجين الأصلي، من خلال توسيع الحجم لتحقيق تأثير مثبطات اللهب. عندما يتم إضافة المنتج إلى المادة المركبة، فإن مثبطات اللهب الموجودة فيه ستشكل رغوة وتتصل بشكل متقاطع، وتشكل طبقة متفحمة مستقرة على سطح المادة.

يمكن للطبقة المتفحمة أن تمنع الحرارة، وتقلل من دخول الأكسجين، وتمنع تساقط البوليمر المنصهر، وتقلل من تركيز الدخان وانبعاث المواد العضوية، وتلعب دورًا جيدًا في حماية المادة. وتتميز الأصبغة الرئيسية باستقرار جيد في درجات الحرارة العالية، وسهولة المعالجة، وأداء تلوين جيد.

خاتمة

بعد مناقشة أهمية تعديل مثبطات اللهب ABS، الطرق الرئيسية وأنواع مثبطات اللهب المطبقة، علينا أن نذكر المساهمة المتميزة لشركة YINSU في هذا المجال. خطوط إنتاج مثبطات اللهب ABS التي أطلقتها شركة YINSU لمثبطات اللهب، بما في ذلك مثبطات لهب الفسفور الأحمر ABS-P-20M، وبروميد الأنتيمون الرئيسي لـ ABS YS-BRT، وسلسلة T مثبطات اللهب الأنتيمون المركبة، تعتمد جميعها على مفهوم التصميم لحماية البيئة والكفاءة العالية والوظائف المتعددة. هذه المنتجات لا تلبي فقط المعايير العالية لأداء مثبطات اللهب التي يتطلبها السوق لمواد ABS، ولكنها تأخذ أيضًا في الاعتبار فعالية التكلفة والصداقة للبيئة.

مع التطور السريع لصناعة الأجهزة المنزلية وصناعة السيارات، يتزايد استهلاك راتنج ABS في الصين بسرعة، كما أن حماية البيئة ومثبطات اللهب لـ ABS تطرح أيضًا متطلبات أعلى، كما أن تطوير مثبطات اللهب الجديدة ذات الأداء الممتاز ليس كذلك مجرد موضوع مهم في أبحاث المواد المثبطة للهب، ولكن أيضًا اتجاه تطوير ABS.