مثبطات اللهب المعدل صياغة ونقاط التصميم

مثبطات اللهب المعدل صياغة ونقاط التصميم

كشركة متخصصة في البحث وتطوير المنتجات البلاستيكية المعدلة ، يتضمن سير العمل لدينا عادة عدة خطوات رئيسية كلما قمنا بتنفيذ مشروع جديد. في البداية ، نحدد نوع المادة ، متبوعًا بفهم طرق القولبة ، ومعلمات الأداء الفني (بما في ذلك استخدام المكون ، ودرجة محاكة اللهب ، ولون المنتج ، وما إلى ذلك) ، وأي متطلبات خاصة فيما يتعلق بالموثوقية (المتانة).

يكمن جوهر تصميم الصيغة في اختيار الراتنج ، ومجموعة من المواد الخام والإضافات ، ونسب الجرعة ، وخلط العمليات والمركبة. استنادًا إلى سنوات من الخبرة في تصميم الصيغة ، تقدم Yinsu Flame Retardants النقاط الرئيسية التالية للرجوع إليها:

1. تحديد المادة

• يحدد العميل نوع المواد:

إذا تمكن العميل من تحديد نوع المواد بوضوح ، فيمكننا المتابعة بمزيد من العمل بناءً على متطلبات المواد المحددة ومعلمات الممتلكات المادية التي يوفرها العميل.

• لا يمكن للعميل تحديد نوع المواد ولكنه يوفر عينات:

إذا لم يتمكن العميل من تحديد نوع المواد ولكنه يوفر عينات ، فيمكننا إجراء اختبارات وتحليلات لتحديد المواد. يمكن تحديد بعض المواد بناءً على خبرة أو اختبارات بسيطة مثل الاحتراق ، في حين أن البعض الآخر قد يتطلب استخدام الأدوات التحليلية لتحديد دقيق ، مثل التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء.

• لا يمكن للعميل تحديد نوع المواد ولا يوفر أي عينات:

في الحالات التي لا يمكن للعميل تحديد نوع المواد ولا يوفر أي عينات ، يمكننا المساعدة في اختيار المواد استنادًا إلى تجربتنا. يجب اختيار الراتنج بناءً على متطلبات الأداء المحددة من قبل العميل. على سبيل المثال ، إذا كانت الشفافية العالية مطلوبة ، فيجب اعتبار راتنجات شفافة مثل PS أو PMMA أو الكمبيوتر الشخصي أولاً. إذا كانت هناك حاجة إلى مقاومة إضافية في درجة الحرارة العالية ، فسيكون الكمبيوتر الشخصي هو الخيار الأفضل.

يمكن أن يكون للدرجات المختلفة من نفس الراتنج اختلافات كبيرة في الخصائص ، بما في ذلك قابلية التدفق ، ومقاومة التأثير ، وقوة الشد ، والاستطالة. لذلك ، من الضروري أن تكون على دراية جيدة في خصائص درجات الراتنج المختلفة من مختلف الشركات المصنعة وتجميع الخبرة من خلال البحث والتوثيق المستمر.

الثاني. تحديد طريقة صب

طرق صب مختلفة لها متطلبات مختلفة لتدفق المواد ، مما يجعل اختيار قابلية تدفق الراتنج الأساسية أمرًا بالغ الأهمية. في المستحضرات ، يجب أن تكون لزوجة راتنجات المواد الخام المختلفة مماثلة لضمان معالجة وتدفق. بالنسبة للمواد ذات الاختلافات الكبيرة اللزوجة ، من الضروري تقليل تدرج اللزوجة. على سبيل المثال ، في PA 66 تركيبات تشديد وتثبيته ، غالبًا ما تتم إضافة PA 6 لضبط اللزوجة.

حتى داخل نوع الراتنج نفسه ، يمكن أن تختلف قابلية التدفق بشكل كبير بسبب الاختلافات في الوزن الجزيئي والبنية ، مما يؤدي إلى درجات مختلفة. يمكن تصنيف الراتنجات عن طريق طرق المعالجة في درجة صب الحقن ، ودرجة البثق ، ودرجة صب الضرب ، ودرجة التقويم.

من خلال فهم هذه العوامل ، يمكن اختيار المواد المناسبة والراتنجات الأساسية ، مما يضع أساسًا متينًا لمزيد من التعديلات في جوانب الأداء الأخرى.

ثالثا. تحديد معلمات الأداء الفني

تتضمن معلمات الأداء الفني المتطلبات الوظيفية للمكون ، والخصائص الفيزيائية والكيميائية ، ودرجة محاكاة اللهب ، واللون ، وغيرها من المواصفات. بعد تحديد طريقة المواد والتشكيل ، من الضروري زيادة فهم الوظيفة المحددة والغرض من منتج العميل. على سبيل المثال ، إذا كان منتج العميل عبارة عن مصد PP ، فإنه يوضح أن المكون جزء كبير نسبيًا ، وستتطلب المادة قابلية للتدفق بشكل أفضل. في هذه الحالة ، سنختار راتنج PP عالي التدفق عالي التأثير. إذا كان منتج العميل هو مكون مقصورة المحرك ، فسيتحول التركيز إلى متطلبات مثل المقاومة ذات درجة الحرارة العالية ومقاومة الزيت وتثبيت اللهب.

يمكن أن يحدد فهم معلومات منتج العميل بشكل أكثر تحديداً الاتجاه الوظيفي للصيغة المعدلة وتوفير أساس لاختيار المواد وإعداد متطلبات الأداء. تعد المعلمات الفنية للخصائص الفيزيائية والكيميائية أمرًا بالغ الأهمية لتصميم الصيغة المعدلة ويمكن الحصول عليها من خلال متطلبات ملكية العميل ، أو المعايير الدولية أو الوطنية المختلفة ، أو تحليل عينات الاختبار. حدد المواد الخام والإضافات المناسبة بناءً على الخصائص الفيزيائية والكيميائية المطلوبة ، مما يضمن أنها تمارس آثارها المقصودة بشكل كامل وتلبية المعايير المطلوبة.

يمكن الرجوع إلى المحدد المحدد للمواد الخام والإضافات في الجدول أدناه:

أهداف تعديل الجدول 2 واختيار المواد الخام والمساعد

عند استخدام المواد النيئة والمساعد والإضافات لتعديل البلاستيك ، يجب مراعاة العديد من العوامل. تمشيا مع المتطلبات المتنوعة والمتغيرة ، يجب فهم المواد والأبعاد الأكثر ملائمة. الشواغل الرئيسية الملخصة هنا هي على النحو التالي:

• استخدام مثبطات اللهب

بالنسبة لأنواع مختلفة من الراتنجات ، يجب اختيار Flame - مثبطات. ومع ذلك ، يجب النظر في التآزر والعداء بين المواد الخام. على سبيل المثال ، يجب استخدام مثبطات القائمة على الهالوجين - مع ثالث أكسيد الأنتيمون (SB₂O₃) لتكون مفيدة لخصائص المواد المتخلفة. لكن PC و PET لا يمكنهم استخدام ثالث أكسيد Antimony ، حيث يمكن أن يتسبب ذلك في إزالة البلمرة لمواد الراتنج. يجب أن تكون الحموضة والقلوية لمختلف المواد النيئة والمساعدات والإضافات متسقة مع تلك الموجودة في الراتنج. خلاف ذلك ، ستحدث ردود الفعل ، والتي لها تأثير كبير على الخصائص.

المواد الخام التآزرية

في نظام مثبطات الهالوجين/الأنتيمون - نظام مثبطات ، يمكن أن يتفاعل مثبطات الهالوجين - المستندات - مع SB₂O₃ لتشكيل SBX₃. يمكن SBX₃ عزل الأكسجين ، وبالتالي تحقيق الغرض من تعزيز تأثير اللهب. في نظام مثبطات الهالوجين/الفوسفور - نظام مثبط ، يمكن أن يتفاعل نوعان من اللهب - لتوليد غازات مثل PX₃ و PX₂ و Pox₃. يمكن أن تلعب هذه الغازات دورًا في عزل الأكسجين. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن لدخول نوعين من اللهب - المثبطات أن يعزز بعضهما البعض في مرحلة الغاز والمرحلة السائلة على التوالي ، وبالتالي تحسين تأثير المثبطات.

المواد الخام المعادية

تُظهر التجربة أن الاستخدام المشترك للهب القائم على الهالوجين - مثبطات ومثبطات على السيليكون - المستندة إلى السيليكون - ستقلل مثبطاتها من تأثير اللهب. أيضًا ، هناك عداء عندما يتم استخدام مثبطات حمراء - فوسفور - مع مثبطات من اللهب القائم على السيليكون. Red - Fosphorus Flame - مثبطات فعالة للمواد مثل PE و PA و PBT و PET. ومع ذلك ، يمكن صنع المنتجات الحمراء أو السوداء فقط من حيث اللون ، ولا يمكن استخدامها للمنتجات الملونة الخفيفة. بالإضافة إلى ذلك ، يحظر الفوسفور الأحمر في العديد من المنتجات بسبب قضايا حماية البيئة. اللهب القائم على النيتروجين - مثبطات فعالة للأكسجين - تحتوي على راتنجات مثل PA و PBT و PET. ومع ذلك ، عندما يتم تعزيز هذه المواد بالألياف الزجاجية ، سيكون هناك تأثير فتيل بين MCA والألياف الزجاجية ، مما يؤثر على التثبيت. لذلك ، لا يمكن اختيار أنظمة التثبيت الأخرى إلا. كلما كان حجم الجسيمات الأصغر للهب - مثبط ، كان تأثير المثبطات بشكل أفضل. على سبيل المثال ، كلما كان حجم الجسيمات الأصغر لأكاسيد المعادن المائية و SB₂O₃ ، كلما قل الكمية المطلوبة لتحقيق نفس تأثير المتأثر. أظهرت بعض دراسات الأدب أن إضافة 4 ٪ من sb₂o₃ بحجم جسيم من 45μm إلى ABS له نفس تأثير اللهب - التأثير على أنه إضافة 1 ٪ من sb₂o₃ بحجم جسيم قدره 0.03μm ، وهو أكثر توصيلًا للحفاظ على خصائص ميكانيكية جيدة و تقليل التكاليف.

• استخدام مواد تعزيز وملء

مورفولوجيا المواد

الحشو الليفي لها تأثير تعزيز جيد. يمكن التعبير عن درجة الألياف من خلال نسبة العرض إلى الارتفاع (L/D). أكبر L/D ، كلما كان تأثير التعزيز أفضل. على سبيل المثال ، يجب إضافة الألياف الزجاجية الطويلة من خلال منفذ العادم ، أو يمكن إضافة ألياف زجاجية قصيرة من خلال التغذية الجانبية. هذه الحالة المنصهرة تؤدي إلى الحفاظ على نسبة العرض إلى الارتفاع وتقليل تأثير الألياف المكسورة. مواد الحشو التي يعززها Wollastonite مع نسب العرضية المختلفة لها اختلافات كبيرة في تأثيرات تعزيز. الحشو الكروي لها تأثير جيد جيد وارتفاع السطوع. كبريتات الباريوم هو حشو كروي نموذجي. لذلك ، يتم اختيار كبريتات الباريوم لملء PP عالية اللمعان. يمكن أيضًا اختيار كبريتات الباريوم المترسبة لتشديد جامدة. كربونات الكالسيوم ، وهي مادة حشو منخفضة التكلفة ، كروية أيضًا. يمكن للنسبة المناسبة تحقيق أهداف تشديد وتعزيز وتكلفة التكلفة. التأثير المعزز للحشو الفخاري هو بين تأثير الحشو الليفي والكروي. مسحوق Talc هو ممثل نموذجي. كلما ارتفع محتوى السيليكون ، كلما كان التأثير المتزايد بشكل أفضل. معدل انكماش المادة هو أيضًا بين مواد الحشو الليفية والكروية.

حجم الجسيمات للمساحيق

كلما كان حجم الجسيمات أصغر ، كلما كان ذلك أكثر فائدة لقوة الشد وقوة تأثير المادة المملوءة. على سبيل المثال ، عند مقارنة مواد PP المملوءة بكربونات الكالسيوم بأحجام الجسيمات 200 - 1250 - يمكن زيادة قوة التأثير وقوة الشد من PP المملوءة بـ 1250 - كربونات الكالسيوم الشبكية بمقدار 1.5 مرة. في مواد PVC ، يؤدي استخدام كربونات الكالسيوم الدقيقة للتعزيز إلى قوة شد أفضل بشكل ملحوظ من استخدام كربونات الكالسيوم ذات الحجم الخشن.

• المعالجة السطحية للمواد الخام والمساعد أو إضافات

يجب مراعاة التوافق بين المواد الخام والمساعد والراتنج لضمان تأثير تشتت كل مكون وتحقيق الأداء المستهدف المحدد مسبقًا. التوافق الجيد مع الراتنج هو مفتاح إعطاء اللعب الكامل لفعاليته وزيادة مبلغ الإضافة. لذلك ، لتحسين أو تعزيز التوافق ، يجب إضافتها المتوافقات المناسبة ، أو يمكن إجراء علاج تنشيط السطح مع عوامل الاقتران على مواد المسحوق. بعد المعالجة السطحية للإضافات غير العضوية ، سيتم تحسين تأثير التعديل. هذا واضح بشكل خاص بالنسبة للحشو ، كما أنه ينطبق على الألياف الزجاجية ، واللهب غير العضوي - المثبطات ، وما إلى ذلك. عوامل المعالجة السطحية الرئيسية هي عوامل اقتران وتوافق. تشمل عوامل الاقتران المحددة السيلان ، وتيتانيات ، واسترات ألومينات ، والتوافق هو أنهيدريد ماليك - بوليمر مطلي يتوافق مع الراتنج. على سبيل المثال ، بعد تعديل كربونات الكالسيوم عمومًا مع عوامل اقتران الألومني أو عوامل اقتران الفثالات ، سيتم تحسين قوة الشد والاستطالة بشكل كبير.

رابعا. تحديد متطلبات الموثوقية (المتانة)

الراتنجات البلاستيكية بطبيعتها لها العديد من نقاط الضعف ، مثل ضعف المقاومة للشيخوخة الحرارية. مطلوب مواد معدلة لتلبية متطلبات الموثوقية المختلفة بناءً على تطبيقاتها المحددة. تتضمن اختبارات الموثوقية المشتركة الجوانب التالية:

• متطلبات التجويف والشيخوخة الحرارية

يعد الشيخوخة التأكسدية الحرارية مؤشراً حاسماً على عمر خدمة المواد ، وهناك بحث مكثف حول سلوك الشيخوخة المؤكسدة الحرارية لمختلف المواد. لتعزيز التجوية وأداء الشيخوخة الحرارية ، يتم استخدام نهجين رئيسيين: (1) اختيار الراتنجات ذات التجوية أفضل ومقاومة للشيخوخة الحرارية ، و (2) إضافة مثبتات مثل مضادات الأكسدة ، والامتصاصات للأشعة فوق البنفسجية ، ومثبتات الضوء ، والأصبعات المقاومة للطقس مثل التيتانيوم ثاني أكسيد والكربون الأسود.

بالنسبة لراتنجات PVC ، يرتبط الوزن الجزيئي الأعلى عمومًا بمقاومة أفضل للشيخوخة الحرارية. تستفيد مواد PVC عالية الحرارة من استخدام الملدنات مثل TOTM ، والتي تتفوق على DOTP و DOP. التطبيقات المختلفة لها متطلبات التجوية والشيخوخة الحرارية. المنتجات الخارجية ، على سبيل المثال ، تتطلب مقاومة أطول لشيخوخة مصباح الأشعة فوق البنفسجية أو زينون. عادةً ما تستخدم شفرات ممسحة الزجاج الأمامي للسيارات ASA ، والتي تحتوي على مقاومة تجوية رائعة. في المقابل ، تكون مواد ABS أقل ملاءمة بسبب حساسية السندات المزدوجة للبوتادين إلى الكسر ، مما يقلل بشكل كبير من عمر خدمتها.

يمكن أيضًا تحسين بعض المواد من خلال معالجة ما بعد المعالجة. على سبيل المثال ، يتم تصنيف مقاومة الحرارة لأسلاك البولي أوليفين ومواد الكابل إلى 90 درجة مئوية ، 105 درجة مئوية ، 125 درجة مئوية ، و 150 درجة مئوية. يتم تحقيق مقاومة الحرارة العالية من خلال ربط التشابك بالمرتبطة بالميكروكروسات أو التشويش ، والتي يجب مراعاتها في تصميم الصيغة من خلال اختيار مواد أساسية قابلة للترابط وأدوات ربط متشابكة.

• الرطوبة واختبار الحرارة (اختبار مزدوج 85)

يشير الاختبار المزدوج 85 إلى تقييم خصائص المواد والمظهر بعد التخزين في غرفة عالية درجة الحرارة وعالية الرطوبة عند 85 ٪ RH و 85 درجة مئوية لمدة 168 ساعة. بالنسبة لمنتجات محددة ، قد يكون وقت التخزين المطلوب أطول. تتطلب العديد من المواد المستخدمة في مركبات الطاقة الجديدة الآن اختبارًا لأكثر من 1000 ساعة.

• مقاومة الإزهار والاستخراج

تكون مقاومة الإزهار واستخراج المواد المعدلة أمرًا بالغ الأهمية عند اختيار الراتنجات الأساسية والإضافات. على سبيل المثال ، يجب أن تلبي مواد PVC متطلبات استخراج N-hexane ، والتي يمكن تحقيقها باستخدام PVC عالية الوزن الجزيئي (أعلى من 1000) وأكثر ملدنات مستقرة مثل TOTM أو زيت الصويا الإيبوكسيد.

في المواد المتجهة للهب ، يعد التحكم في الإضافات منخفضة الجزيئات واختيار مثبطات اللهب المناسبة أمرًا ضروريًا. على سبيل المثال ، يمكن أن يؤدي استخدام أنظمة MCA في نايلون محاكة اللهب إلى التبييض ، في حين أن نايلون محاكة اللهب مع أنظمة MPP يمكن أن يسبب تآكل العفن وتبييض بسبب إزهار مثبطات اللهب. لذلك ، يُنصح بتجنب مثبطات اللهب عرضة للإزهار أو تعديلها لتحسين التوافق وتقليل الإزهار.

بالإضافة إلى الراتنجات ذات الوزن الجزيئي المنخفض وبعض مثبطات اللهب ، ينبغي التحكم في اختيار وجرعة مضادات الأكسدة ومواد التشحيم ذات الوزن الجزيئي المنخفض ، وخاصة في المنتجات السوداء. يمكن أن تتفتح المضافات منخفضة الجزيئات بسهولة وتسبب التبييض على السطح في ظل ظروف عالية الحرارة وعالية الرطوبة.

خامسا. الاستنتاج

في الواقع ، تتضمن عملية صياغة المركبات البلاستيكية المعدلة اعتبارات أكثر بكثير من تلك المذكورة أعلاه. في كثير من الأحيان ، قد يستلزم تعزيز عقار واحد المفاضلة مع آخر. لذلك ، عند تصميم التركيبات ، من الأهمية بمكان اتباع نهج كلي لتقليل الآثار السلبية على الخصائص الأخرى.

إلى جانب خصائص الأداء للمواد ، يجب أيضًا النظر في خصائص المعالجة لضمان النجاح في التشكيل الناجح للمنتج وتجنب أي آثار سلبية على معدات المعالجة أو بيئة التشغيل.

إمكانية الوصول إلى المواد الخام والإضافات هي عامل مهم آخر. تخضع العديد من المواد لتعقيدات الاستيراد. حيثما أمكن ، ينبغي تفضيل المواد المنزلية على المواد المستوردة ، ويجب استخدام المواد الشائعة بدلاً من بدائل نادرة أو يصعب العثور عليها. يمكن أن يؤدي استخدام المواد النادرة إلى اضطرابات سلسلة التوريد وعدم الاستقرار في المستحضرات.

بالإضافة إلى ذلك ، اعتبارات التكلفة ضرورية. كلما كان ذلك ممكنًا ، يجب اختيار المواد الخام والإضافات المنخفضة التكلفة ، والتمسك بمبدأ المصادر المحلية لتقليل تكاليف النقل. فقط من خلال القيام بذلك ، يمكن أن تكون تكلفة الصيغة الإجمالية تنافسية في السوق.

في المناظر الطبيعية المعقدة لصياغة البلاستيك المعدلة التي تُعيد للهب ، تبرز شركة Yinsu Flame Letardant Company كموفر رائد للحلول عالية الأداء. تم تصميم عوامل التثبيت في Yinsu لتلبية معايير الصناعة الصارمة ، مما يوفر أداءً ممتازًا مع الالتزام بمبادئ صديقة للبيئة وخالية من الهالوجين. لا تعزز مثبطات اللهب هذه خصائص الاحتياطية للمواد البلاستيكية فحسب ، بل تحافظ أيضًا على الخصائص الميكانيكية والمعالجة المطلوبة لتطبيقات مختلفة. مع التركيز على فعالية التكلفة ، يتم تسعير منتجات Yinsu بشكل تنافسي ، مما يجعلها خيارًا جذابًا للمصنعين الذين يسعون إلى تحقيق التوازن بين الأداء والاستدامة والقدرة الاقتصادية. من خلال دمج تكنولوجيا Yinsu التي تتجه إلى تركيبها ، يمكن للعملاء تحقيق حماية فائقة ضد مخاطر الحرائق دون المساس بالجودة أو زيادة التكاليف ، وبالتالي الحصول على ميزة كبيرة في السوق.