Paglalapat ng Phosphorus-Based Flame Retardants sa PP

Ang mga flame retardant na nakabatay sa posporus ay isang uri ng high-efficiency, maaasahan, at malawakang ginagamit na flame retardant na nakakuha ng malaking atensyon mula sa mga mananaliksik. Ang mga kahanga-hangang tagumpay ay nagawa sa kanilang synthesis at aplikasyon.

1. Paglalapat ng Phosphorus-Based Flame Retardants sa PP

Ang mga pisikal na katangian ng polypropylene (PP) ay may mahalagang papel sa mga pang-industriyang aplikasyon nito. Gayunpaman, ang limitadong oxygen index (LOI) nito ay nasa paligid lamang ng 17.5%, na ginagawa itong lubos na nasusunog na may mabilis na pagkasunog. Ang halaga ng mga materyales ng PP sa mga pang-industriyang aplikasyon ay naiimpluwensyahan ng parehong kanilang flame retardancy at pisikal na katangian. Sa mga nagdaang taon, ang microencapsulation at pagbabago sa ibabaw ay naging pangunahing uso sa mga materyal na PP na lumalaban sa apoy.

Halimbawa 1: Binago ang ammonium polyphosphate (APP) gamit ang isang silane coupling agent (KH-550) at isang silicone resin ethanol solution ang inilapat sa mga materyales ng PP. Nang ang mass fraction ng binagong APP ay umabot sa 22%, ang LOI ng materyal ay tumaas sa 30.5%, habang ang mga mekanikal na katangian nito ay natugunan din ang mga kinakailangan at nalampasan ang pagganap ng PP na mga materyales na flame-retarded sa hindi binagong APP.

Halimbawa 2: Ang APP ay na-encapsulated sa isang shell na binubuo ng melamine (MEL), hydroxyl silicone oil, at formaldehyde resin sa pamamagitan ng in-situ polymerization. Ang mga microcapsules ay pinagsama sa pentaerythritol at inilapat sa mga materyales ng PP para sa pag-retardancy ng apoy. Ang materyal ay nagpakita ng mahusay na flame retardancy, na may LOI na 32% at isang vertical burning test rating na UL94 V-0. Kahit na pagkatapos ng mainit na tubig immersion treatment, ang composite ay nagpapanatili ng magandang flame retardancy at mechanical properties.

Halimbawa 3: Ang APP ay binago sa pamamagitan ng paglalagay nito ng aluminum hydroxide (ATH), at ang binagong APP ay pinagsama sa dipentaerythritol sa mass ratio na 2.5:1 para magamit sa mga materyales ng PP. Kapag ang kabuuang mass fraction ng flame retardant ay 25%, ang LOI ay umabot sa 31.8%, ang flame retardancy rating ay nakamit ang V-0, at ang peak heat release rate ay makabuluhang nabawasan.

2. Paglalapat ng Phosphorus-Based Flame Retardants sa PS

Ang polystyrene (PS) ay lubos na nasusunog at patuloy na nasusunog pagkatapos maalis ang pinagmumulan ng ignition. Upang matugunan ang mga isyu tulad ng mataas na paglabas ng init at mabilis na pagkalat ng apoy, ang mga flame retardant na nakabatay sa posporus na walang halogen ay may mahalagang papel sa PS flame retardancy. Kasama sa karaniwang flame-retardant na paraan para sa PS ang coating, impregnation, brushing, at polymerization-stage flame retardancy.

Halimbawa 1: Isang phosphorus-containing flame-retardant adhesive para sa napapalawak na PS ay na-synthesize sa pamamagitan ng sol-gel method gamit ang N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane at phosphoric acid. Inihanda ang flame-retardant PS foam gamit ang isang coating method. Kapag ang temperatura ay lumampas sa 700°C, ang PS foam na ginagamot ng malagkit ay bumubuo ng isang char layer na higit sa 49%.

Ipinakilala ng mga mananaliksik sa buong mundo ang mga istrukturang may flame-retardant na posporus sa mga vinyl o acrylic compound, na pagkatapos ay i-copolymerize ng styrene upang makabuo ng nobelang phosphorus-containing styrene copolymer. Ipinapakita ng mga pag-aaral na kumpara sa purong PS, ang mga styrene copolymer na naglalaman ng phosphorus ay nagpapakita ng makabuluhang pinahusay na LOI at char residue, na nagpapahiwatig ng superior thermal stability at flame retardancy.

Halimbawa 2: Ang vinyl-terminated oligomeric phosphate hybrid macromonomer (VOPP) ay na-graft sa pangunahing chain ng PS sa pamamagitan ng graft copolymerization. Ang graft copolymer ay nagpakita ng flame retardancy sa pamamagitan ng isang solid-phase na mekanismo. Habang tumataas ang nilalaman ng VOPP, tumaas ang LOI, bumaba ang pinakamataas na rate ng paglabas ng init at kabuuang pagpapalabas ng init, at nawala ang pagtunaw ng pagtulo, na nagpapakita ng makabuluhang epekto ng flame-retardant.

Bukod pa rito, ang mga inorganikong phosphorus-based na flame retardant ay maaaring chemically linked sa graphite o nitrogen-based na flame retardant para magamit sa PS flame retardancy. Maaari ding gumamit ng mga pamamaraan ng coating o brushing para maglapat ng mga flame retardant na nakabatay sa phosphorus sa PS, na makabuluhang nagpapabuti sa LOI at char residue ng materyal.

3. Paglalapat ng Phosphorus-Based Flame Retardants sa PA

Ang polyamide (PA) ay lubos na nasusunog at gumagawa ng malaking usok sa panahon ng pagkasunog. Dahil ang PA ay malawakang ginagamit sa mga elektronikong sangkap at kagamitan, ang panganib ng mga panganib sa sunog ay partikular na malala. Dahil sa istruktura ng amide sa pangunahing kadena nito, ang PA ay maaaring maging flame-retarded gamit ang iba't ibang pamamaraan, na may parehong additive at reactive flame retardant na nagpapatunay na lubos na epektibo. Sa mga flame-retardant na PA, ang mga alkyl phosphinate salts ang pinakamalawak na ginagamit.

Halimbawa 1: Ang aluminyo isobutylphosphinate (A-MBPa) ay idinagdag sa isang PA6 matrix upang maghanda ng composite material. Sa panahon ng flame retardancy testing, ang A-MBPa ay nabulok bago ang PA6, na bumubuo ng isang siksik at matatag na char layer na nagpoprotekta sa PA6. Ang materyal ay nakakuha ng LOI na 26.4% at isang flame retardancy rating na V-0.

Halimbawa 2: Sa panahon ng polymerization ng hexamethylenediamine at adipic acid, 3 wt% ng flame retardant bis(2-carboxyethyl)methylphosphine oxide (CEMPO) ay idinagdag upang makagawa ng flame-retardant na PA66. Ipinakita ng mga pag-aaral na ang flame-retardant na PA66 ay nagpakita ng superior flame retardancy kumpara sa conventional PA66, na may makabuluhang mas mataas na LOI. Ang pagsusuri sa char layer ay nagsiwalat na ang siksik na char surface ng flame-retardant na PA66 ay naglalaman ng mga pores na may iba't ibang laki, na nakatulong sa paghiwalay ng init at paglipat ng gas, na nagpapakita ng kapansin-pansing pagganap ng flame-retardant.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com