Ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակակայուն նյութերի կիրառումը պոլիպրոպիլենում

Ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակմարիչները բարձր արդյունավետության, հուսալիության և լայնորեն օգտագործվող կրակմարիչների տեսակ են, որոնք հետազոտողների զգալի ուշադրությանն են արժանացել։ Դրանց սինթեզի և կիրառման ոլորտում գրանցվել են նշանակալի նվաճումներ։

1. Ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակակայուն նյութերի կիրառումը պոլիպրոպիլենում

Պոլիպրոպիլենի (ՊՊ) ֆիզիկական հատկությունները կարևոր դեր են խաղում դրա արդյունաբերական կիրառություններում: Այնուամենայնիվ, դրա սահմանափակ թթվածնի ինդեքսը (LOI) կազմում է ընդամենը մոտ 17.5%, ինչը այն դարձնում է բարձր դյուրավառ՝ արագ այրման արագությամբ: ՊՊ նյութերի արժեքը արդյունաբերական կիրառություններում կախված է ինչպես դրանց հրակայունությունից, այնպես էլ ֆիզիկական հատկություններից: Վերջին տարիներին միկրոկապսուլյացիան և մակերեսի մոդիֆիկացիան դարձել են հրակայուն ՊՊ նյութերի հիմնական միտումները:

Օրինակ 1. պոլիպրոպիլենային նյութերի վրա կիրառվել է սիլանային կապող նյութով (KH-550) և սիլիկոնային խեժի էթանոլային լուծույթով մոդիֆիկացված ամոնիումի պոլիֆոսֆատ (APP): Երբ մոդիֆիկացված APP-ի զանգվածային մասը հասավ 22%-ի, նյութի LOI-ն աճեց մինչև 30.5%, մինչդեռ դրա մեխանիկական հատկությունները նույնպես բավարարեցին պահանջները և գերազանցեցին չմոդիֆիկացված APP-ով կրակակայուն պոլիպրոպիլենային նյութերի ցուցանիշները:

Օրինակ 2. APP-ն պարկուճավորվել է մելամինից (MEL), հիդրօքսիլիլիկոնային յուղից և ֆորմալդեհիդի խեժից կազմված թաղանթի մեջ՝ տեղում պոլիմերացման միջոցով: Այնուհետև միկրոկապսուլաները միացվել են պենտէրիթրիտոլի հետ և կիրառվել PP նյութերի վրա՝ կրակակայունության համար: Նյութը ցուցաբերել է գերազանց կրակակայունություն՝ 32% LOI-ով և UL94 V-0 ուղղահայաց այրման փորձարկման վարկանիշով: Նույնիսկ տաք ջրով ընկղմվելուց հետո կոմպոզիտը պահպանել է լավ կրակակայունություն և մեխանիկական հատկություններ:

Օրինակ 3. APP-ն մոդիֆիկացվել է՝ այն պատելով ալյումինի հիդրօքսիդով (ATH), և մոդիֆիկացված APP-ն խառնվել է դիպենտաէրիթրիտոլի հետ 2.5:1 զանգվածային հարաբերակցությամբ՝ PP նյութերում օգտագործելու համար: Երբ կրակակայուն նյութի ընդհանուր զանգվածային մասը կազմել է 25%, LOI-ն հասել է 31.8%-ի, կրակակայունության վարկանիշը հասել է V-0-ի, և ջերմության առավելագույն արտանետման արագությունը զգալիորեն նվազել է:

2. Ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակմարիչների կիրառումը PS-ում

Պոլիստիրոլը (ՊՊ) խիստ դյուրավառ է և շարունակում է այրվել բռնկման աղբյուրը հեռացնելուց հետո: Բարձր ջերմության անջատման և բոցի արագ տարածման նման խնդիրները լուծելու համար հալոգենազուրկ ֆոսֆորի վրա հիմնված հրակայուն նյութերը կարևոր դեր են խաղում ՊՊ-ի հրակայունության մեջ: ՊՊ-ի համար տարածված հրակայուն մեթոդներն են՝ ծածկույթը, ներծծումը, խոզանակով քսումը և պոլիմերացման փուլի հրակայունությունը:

Օրինակ 1. Ֆոսֆոր պարունակող հրակայուն սոսինձ՝ ընդարձակվող PS-ի համար, սինթեզվել է սոլ-գել մեթոդով՝ օգտագործելով N-β-(ամինոէթիլ)-γ-ամինոպրոպիլտրիմետօքսիլան և ֆոսֆորական թթու: Հրկիզուն PS փրփուրը պատրաստվել է ծածկույթի մեթոդով: Երբ ջերմաստիճանը գերազանցել է 700°C-ը, սոսինձով մշակված PS փրփուրը առաջացրել է 49%-ից ավելի ածխային շերտ:

Աշխարհի տարբեր անկյուններում հետազոտողները ֆոսֆոր պարունակող հրակայուն կառուցվածքներ են ներմուծել վինիլային կամ ակրիլային միացությունների մեջ, որոնք այնուհետև համապոլիմերացվում են ստիրոլի հետ՝ ստանալով նոր ֆոսֆոր պարունակող ստիրոլի համապոլիմերներ: Ուսումնասիրությունները ցույց են տալիս, որ մաքուր PS-ի համեմատ, ֆոսֆոր պարունակող ստիրոլի համապոլիմերները ցուցաբերում են զգալիորեն բարելավված LOI և ածխային մնացորդ, ինչը վկայում է ջերմային կայունության և հրակայունության գերազանցության մասին:

Օրինակ 2. Վինիլային ծայրերով օլիգոմերային ֆոսֆատային հիբրիդային մակրոմոնոմերը (VOPP) պատվաստվել է PS-ի հիմնական շղթայի վրա՝ պատվաստված համապոլիմերացման միջոցով: Պատվաստված համապոլիմերը ցուցաբերել է կրակակայունություն պինդ փուլային մեխանիզմի միջոցով: VOPP պարունակության աճին զուգընթաց, LOI-ն բարձրացել է, ջերմազատման գագաթնակետային արագությունը և ընդհանուր ջերմազատումը նվազել են, և հալույթի կաթիլները անհետացել են՝ ցույց տալով զգալի կրակազատման ազդեցություն:

Բացի այդ, անօրգանական ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակմարիչները կարող են քիմիապես միացվել գրաֆիտի կամ ազոտի վրա հիմնված կրակմարիչների հետ՝ Պոլիսինի կրակմարիչում օգտագործելու համար: Ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակմարիչներ քսելու համար կարող են կիրառվել նաև ծածկույթի կամ խոզանակի մեթոդներ, ինչը զգալիորեն բարելավում է նյութի LOI-ը և ածխային մնացորդը:

3. Ֆոսֆորի վրա հիմնված կրակմարիչների կիրառումը Պենսիլվանիայում

Պոլիամիդը (ՊԱ) շատ դյուրավառ է և այրման ժամանակ զգալի քանակությամբ ծուխ է առաջացնում: Քանի որ ՊԱ-ն լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրոնային բաղադրիչներում և սարքավորումներում, հրդեհի վտանգը հատկապես լուրջ է: Իր հիմնական շղթայում ամիդային կառուցվածքի պատճառով ՊԱ-ն կարող է հրակայունացվել տարբեր մեթոդներով, որոնցից բարձր արդյունավետություն ունեն ինչպես հավելանյութերը, այնպես էլ ռեակտիվ հրակայուն նյութերը: Հրկիզող ՊԱ-ների շարքում ամենատարածվածը ալկիլ ֆոսֆինատի աղերն են:

Օրինակ 1. Ալյումինի իզոբուտիլֆոսֆինատը (A-MBPa) ավելացվել է PA6 մատրիցին՝ կոմպոզիտային նյութ պատրաստելու համար: Հրդեհակայունության փորձարկման ժամանակ A-MBPa-ն քայքայվել է PA6-ից առաջ՝ առաջացնելով խիտ և կայուն ածխային շերտ, որը պաշտպանում էր PA6-ը: Նյութը հասել է 26.4% LOI-ի և V-0 հրակայունության վարկանիշի:

Օրինակ 2. Հեքսամեթիլենդիամինի և ադիպինաթթվի պոլիմերացման ընթացքում ավելացվել է բիս(2-կարբօքսիէթիլ)մեթիլֆոսֆինի օքսիդի (CEMPO) 3 զանգվածային տոկոսը՝ բոցակայուն PA66 ստանալու համար: Ուսումնասիրությունները ցույց են տվել, որ բոցակայուն PA66-ը ցուցաբերում է ավելի լավ բոցակայունություն՝ համեմատած ավանդական PA66-ի հետ՝ զգալիորեն ավելի բարձր LOI-ով: Ածխային շերտի վերլուծությունը ցույց է տվել, որ բոցակայուն PA66-ի խիտ ածխային մակերեսը պարունակում է տարբեր չափերի ծակոտիներ, որոնք օգնում են մեկուսացնել ջերմության և գազի փոխանցումը՝ ցուցաբերելով բոցակայունության զգալի ցուցանիշներ:

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