Panimula sa Nitrogen-Based Flame Retardants para sa Nylon

Panimula sa Nitrogen-Based Flame Retardants para sa Nylon

Ang mga nitrogen-based na flame retardant ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang toxicity, non-corrosiveness, thermal at UV stability, mahusay na flame-retardant na kahusayan, at cost-effectiveness. Gayunpaman, ang kanilang mga disbentaha ay kinabibilangan ng mga paghihirap sa pagproseso at mahinang pagpapakalat sa polymer matrix. Kasama sa mga karaniwang nitrogen-based na flame retardant para sa nylon ang MCA (melamin cyanurate), melamine, at MPP (melamin polyphosphate).

Ang mekanismo ng flame-retardant ay nagsasangkot ng dalawang aspeto:

1. Pisikal na Mekanismo ng “Sublimation at Endothermic”: Binabawasan ng flame retardant ang temperatura sa ibabaw ng polymer material at ihihiwalay ito sa hangin sa pamamagitan ng sublimation at heat absorption.
2. Catalytic Carbonization at Intumescent Mechanism sa Condensed Phase: Nakikipag-ugnayan ang flame retardant sa nylon, na nagpo-promote ng direktang carbonization at expansion.

Ang MCA ay nagpapakita ng dalawahang pag-andar sa prosesong lumalaban sa apoy, na nagpo-promote ng parehong carbonization at foaming. Ang mekanismo at pagiging epektibo ng flame-retardant ay nag-iiba depende sa uri ng nylon. Ang mga pag-aaral sa MCA at MPP sa PA6 at PA66 ay nagpapakita na ang mga flame retardant na ito ay nag-uudyok ng cross-linking sa PA66 ngunit nagtataguyod ng pagkasira sa PA6, na nagreresulta sa mas mahusay na pagganap ng flame-retardant sa PA66 kaysa sa PA6.

1. Melamine Cyanurate (MCA)

Ang MCA ay na-synthesize mula sa melamine at cyanuric acid sa tubig, na bumubuo ng hydrogen-bonded adduct. Ito ay isang mahusay na halogen-free, low-toxicity, at low-smoke flame retardant na karaniwang ginagamit sa nylon polymers. Gayunpaman, ang tradisyunal na MCA ay may mataas na punto ng pagkatunaw (nabubulok at nagsa-sublimate sa itaas ng 400°C) at maaari lamang ihalo sa mga resin sa solidong particle na anyo, na humahantong sa hindi pantay na dispersion at malaking laki ng particle, na negatibong nakakaapekto sa kahusayan ng flame-retardant. Bukod pa rito, pangunahing gumagana ang MCA sa bahagi ng gas, na nagreresulta sa mababang pagbuo ng char at maluwag, hindi proteksiyon na mga layer ng carbon sa panahon ng pagkasunog.

Upang matugunan ang mga isyung ito, ginamit ang molecular composite technology upang baguhin ang MCA sa pamamagitan ng pagpapakilala ng komplementaryong flame-retardant additive (WEX), na nagpapababa sa melting point ng MCA, na nagpapagana ng co-melting at ultra-fine dispersion sa PA6. Pinahuhusay din ng WEX ang pagbuo ng char sa panahon ng pagkasunog, pagpapabuti ng kalidad ng carbon layer at pagpapalakas ng condensed-phase flame-retardant effect ng MCA, at sa gayon ay gumagawa ng flame-retardant na materyales na may mahusay na pagganap.

2. Intumescent Flame Retardant (IFR)

Ang IFR ay isang makabuluhang halogen-free flame-retardant system. Ang mga bentahe nito sa mga halogenated flame retardant ay kinabibilangan ng mababang paglabas ng usok at hindi nakakalason na paglabas ng gas sa panahon ng pagkasunog. Bukod dito, ang char layer na nabuo ng IFR ay maaaring sumipsip ng tinunaw, nasusunog na polimer, na pumipigil sa pagtulo at pagkalat ng apoy.

Ang mga pangunahing bahagi ng IFR ay kinabibilangan ng:

• Pinagmumulan ng gas (mga compound na nakabatay sa melamin)
• Pinagmumulan ng acid (phosphorus-nitrogen flame retardants)
• Pinagmulan ng carbon (nylon mismo)
• Synergistic additives (hal., zinc borate, aluminum hydroxide) at mga anti-dripping agent.

Kapag ang mass ratio ng phosphorus-nitrogen flame retardants sa mga compound na nakabatay sa melamine ay:

• Mas mababa sa 1%: Hindi sapat na flame-retardant effect.
• Higit sa 30%: Nagaganap ang volatilisasyon sa panahon ng pagproseso.
• Sa pagitan ng 1%–30% (lalo na 7%–20%): Pinakamainam na pagganap ng flame-retardant nang hindi naaapektuhan ang processability.

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