Panimula sa mga Flame Retardant na Nakabatay sa Nitrogen para sa Nylon

Panimula sa mga Flame Retardant na Nakabatay sa Nitrogen para sa Nylon

Ang mga flame retardant na nakabatay sa nitrogen ay nailalarawan sa pamamagitan ng mababang toxicity, hindi kinakalawang, thermal at UV stability, mahusay na flame-retardant efficiency, at cost-effectiveness. Gayunpaman, ang kanilang mga disbentaha ay kinabibilangan ng mga kahirapan sa pagproseso at mahinang dispersion sa polymer matrix. Ang mga karaniwang nitrogen-based flame retardant para sa nylon ay kinabibilangan ng MCA (melamine cyanurate), melamine, at MPP (melamine polyphosphate).

Ang mekanismo ng flame-retardant ay may kasamang dalawang aspeto:

1. Pisikal na Mekanismo ng “Sublimasyon at Endothermic": Binabawasan ng flame retardant ang temperatura sa ibabaw ng materyal na polimer at inihihiwalay ito mula sa hangin sa pamamagitan ng sublimasyon at pagsipsip ng init.
2. Catalytic Carbonization at Intumescent Mechanism sa Condensed Phase: Ang flame retardant ay nakikipag-ugnayan sa nylon, na nagtataguyod ng direktang carbonization at expansion.

Ang MCA ay nagpapakita ng dalawahang tungkulin sa proseso ng flame-retardant, na nagtataguyod ng parehong carbonization at foaming. Ang mekanismo at bisa ng flame-retardant ay nag-iiba depende sa uri ng nylon. Ipinapakita ng mga pag-aaral sa MCA at MPP sa PA6 at PA66 na ang mga flame retardant na ito ay nagdudulot ng cross-linking sa PA66 ngunit nagtataguyod ng degradation sa PA6, na nagreresulta sa mas mahusay na flame-retardant performance sa PA66 kaysa sa PA6.

1. Melamine Cyanurate (MCA)

Ang MCA ay nabubuo 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 mga nylon polymer. Gayunpaman, ang tradisyonal na MCA ay may mataas na melting point (nabubulok at nag-i-sublimate sa itaas ng 400°C) at maaari lamang ihalo sa mga resin sa solidong anyo ng particle, na humahantong sa hindi pantay na dispersion at malaking laki ng particle, na negatibong nakakaapekto sa flame-retardant efficiency. Bukod pa rito, ang MCA ay pangunahing gumagana sa gas phase, na nagreresulta sa mababang pagbuo ng char at maluwag, hindi proteksiyon na mga carbon layer habang nasusunog.

Upang matugunan ang mga isyung ito, ginamit ang teknolohiyang molecular composite upang baguhin ang MCA sa pamamagitan ng pagpapakilala ng isang komplementaryong flame-retardant additive (WEX), na nagpapababa sa melting point ng MCA, na nagbibigay-daan sa co-melting at ultra-fine dispersion kasama ang PA6. Pinahuhusay din ng WEX ang pagbuo ng char habang nasusunog, na nagpapabuti sa kalidad ng carbon layer at nagpapalakas sa condensed-phase flame-retardant effect ng MCA, sa gayon ay nakakagawa ng mga materyales na flame-retardant na may mahusay na pagganap.

2. Intumescent Flame Retardant (IFR)

Ang IFR ay isang mahalagang sistemang walang halogen na nagtatanggal ng apoy. Kabilang sa mga bentahe nito kumpara sa mga halogenated flame retardant ang mababang emisyon ng usok at hindi nakakalason na paglabas ng gas habang nasusunog. Bukod dito, ang char layer na nabuo ng IFR ay kayang sumipsip ng tinunaw at 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 melamine)
• Pinagmumulan ng asido (mga retardant ng apoy na posporus-nitrogen)
• Pinagmumulan ng karbon (nylon mismo)
• Mga synergistic additives (hal., zinc borate, aluminum hydroxide) at mga anti-dripping agent.

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

• Mababa sa 1%: Hindi sapat na epektong hindi tinatablan ng apoy.
• Higit sa 30%: Nangyayari ang pagkasumpungin habang pinoproseso.
• Sa pagitan ng 1%–30% (lalo na ang 7%–20%): Pinakamainam na pagganap na hindi tinatablan ng apoy nang hindi naaapektuhan ang kakayahang maproseso.

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