Semua yang Anda Perlu Tahu tentang PP Kalis Api

Polipropilena (PP), sebagai salah satu daripada lima plastik tujuan umum, digunakan secara meluas dalam pelbagai industri. Walau bagaimanapun, sifat mudah terbakar PP mengehadkan penggunaannya dan menghalang perkembangan selanjutnya bahan, jadi orang ramai bimbang tentang pengubahsuaian kalis api PP.

Bahan polimer ialah sebatian polimer yang mengandungi unsur-unsur seperti karbon, hidrogen dan oksigen, yang kebanyakannya mudah terbakar. Pembakaran bahan polimer adalah satu siri perubahan fizikal dan tindak balas kimia proses bersepadu, menunjukkan fenomena khas seperti lebur dan pelembutan, perubahan volum. Proses pembakaran terdiri daripada tiga langkah:

Pertama, tindak balas penguraian haba menghasilkan molekul kecil gas, kemudian campuran gas mencapai keadaan pembakaran untuk mencetuskan tindak balas kimia yang ganas, dan akhirnya, pembakaran pesat campuran gas mudah terbakar menghasilkan sejumlah besar haba, dan kitaran tindak balas berterusan.

Oleh kerana PP mempunyai indeks oksigen hanya 17.4, ia mudah terbakar dan menghasilkan sejumlah besar haba semasa pembakaran, yang boleh menyebabkan kebakaran dengan mudah dan menimbulkan ancaman kepada nyawa dan harta benda. Dalam bidang elektronik dan peralatan elektrik, kemudahbakaran PP mengehadkan penggunaannya yang lebih luas, jadi perlu untuk menjalankan rawatan kalis api untuk bahan PP.

Mekanisme kalis api

Mekanisme kalis api terutamanya termasuk mekanisme penamatan tindak balas berantai, mekanisme pengasingan permukaan dan mekanisme pertukaran haba yang terganggu. Mekanisme penamatan tindak balas berantai menamatkan tindak balas pembakaran dengan memakan HO- yang dihasilkan semasa proses pembakaran, mekanisme pengasingan permukaan menghasilkan sebatian pepejal untuk menyekat sentuhan udara, dan mekanisme pertukaran haba yang terganggu menyerap haba pembakaran untuk mencapai kepupusan diri.

Karbon diaktifkan dalam logam kalis api hidroksida boleh digabungkan dengan magnesium hidroksida dengan berkesan untuk mengurangkan kemungkinan penggumpalan, meningkatkan keserasian dengan matriks PP, dan meningkatkan kalis api bahan. Nisbah dan tahap pengaktifan kalis api telah diselaraskan dengan menguji perubahan nilai penyerapan minyak, dan akhirnya didapati bahawa indeks oksigen pengehad mencapai nilai maksimum 28.9% apabila 25 wt% karbon teraktif kalis api magnesium hidroksida yang diubah suai ditambah kepada PP.

Retardan api logam hidroksida ialah bahan tambahan yang digunakan untuk memperbaiki keterlambatan nyalaan bahan polipropilena (PP). Bagi meningkatkan lagi kekuatan mekanikal bahan tersebut, para penyelidik turut memperkenalkan elastomer poliolefin (POE) dan nanozarah kalsium karbonat (CaCO3) ke dalamnya. Keputusan menunjukkan bahawa komposit PP yang diubah suai bukan sahaja mempunyai sifat kalis api yang sangat baik, tetapi juga mempamerkan kekuatan mekanikal yang tinggi.

Kalis api boron

Kalis api boron memainkan peranan penting dalam komposit PP/BN@MGO. Disebabkan oleh struktur terkapsul dan pengubahsuaian alkilasi bagi kalis api BN@MGO, unsur karbon boleh diperkaya pada permukaan pengisi, yang meningkatkan pertalian dengan badan PP dan membolehkan ia diagihkan secara seragam dalam matriks PP.

Sementara itu, BN@MGO terawat yang diubah suai mempunyai kesan laluan zigzag dan kestabilan haba yang tinggi, yang menghasilkan bahan dengan pekali pengembangan haba yang rendah dan kalis nyalaan tinggi. Sifat-sifat ini membolehkan komposit PP/BN@MGO mempunyai pelbagai aplikasi dalam bidang peranti elektronik pelesapan haba yang cekap, perkakas rumah dan pengurusan terma.

Di samping itu, apabila kalis api boron APP/MCA-K-ZB ditambah pada 25 wt% (nisbah jisim APP/MCA-K-ZB 3/1), komposit PP boleh mencapai penarafan V-0 dalam ujian UL-94, manakala indeks oksigen pengehad adalah setinggi 32.7%. Keputusan ujian analisis termogravimetrik (TGA) dan mikroskop elektron pengimbasan (SEM) menunjukkan bahawa penambahan APP/MCA-K-ZB boleh membentuk lapisan karbon grafit padat, yang melindungi matriks PP di bawahnya secara berkesan daripada pembakaran selanjutnya, dan meningkatkan kestabilan haba bahan dan keupayaan pembentukan karbon.

Kalis api silikon

HNTs-Si dalam kalis api silikon boleh mengekalkan struktur tiub asal dan berpintal dengan rantai PP yang terdegradasi secara terma untuk membentuk lapisan karbon padat, yang berkesan menghalang pemindahan haba, jisim dan asap semasa pembakaran PP. Polysiloxane boleh mengurangkan kekutuban permukaan HNTs-Si, meningkatkan keserasian dengan substrat PP, dan kesan merapatkan retak seterusnya meningkatkan kemuluran komposit PP.

Di samping itu, antara kalis api berasaskan silika, nano-Sb2O3 dan OMMT boleh membentuk lapisan karbon padat selepas pengubahsuaian, yang secara berkesan meningkatkan kestabilan terma dan kalis nyalaan komposit berasaskan PP. Nukleasi heterogen OMMT dan nano-Sb2O3 dalam matriks PP boleh meningkatkan kehabluran dan kekuatan tegangan bahan.

Retardan api fosforus

Sorbitol dan ammonium polifosfat dalam retardan api fosforus boleh membentuk lapisan berkarbonat untuk melambatkan perambatan haba dan meningkatkan retardansi nyalaan bahan. Kesan gabungan SPDEB dan ammonium polifosfat secara berkesan dapat meningkatkan retardansi nyalaan bahan PP dan mengurangkan pelepasan gas mudah terbakar.

Retardan api berasaskan nitrogen

MPP dan AP dalam kalis api berasaskan nitrogen boleh membebaskan gas tidak mudah terbakar dan bahan yang mengandungi fosforus, mencairkan gas mudah terbakar di udara, dan bertindak sebagai pelindung gas, sekali gus mengurangkan pembakaran. Kaedah pemasangan sendiri supramolekul boleh menggunakan ikatan bukan kovalen untuk mensintesis sebatian dengan struktur tertentu, meningkatkan penyebaran kalis api dalam bahan dan meningkatkan kalis api.

Kalis api intumescent

NiCo2O4 ialah kalis api intumescent dengan kelebihan morfologi terkawal, luas permukaan khusus yang besar, pelbagai tapak aktif, dan kaedah penyediaan yang mudah dan pelbagai. Sebagai sebatian berasaskan nikel, ia mempamerkan kebolehan pemangkin karbon yang sangat baik, yang kedua-duanya mengurangkan produk pembakaran dan meningkatkan keterlambatan nyalaan bahan.

Keunggulan ini terutamanya berpunca daripada peranan ion Ni+ di dalamnya, yang boleh mempercepatkan penguraian terma polietilena akrilat (PER), meningkatkan hangusan ammonium polifosfat, dan menggalakkan pembentukan lapisan arang yang diperluas dalam sistem kalis api polipropilena (PP)/intumescent. Sementara itu, oksida dwilogam adalah stabil pada suhu tinggi dan mempunyai keupayaan pemangkin yang kuat, yang membantu menjadikan komposit kalis api PP/diperluas membentuk lapisan arang yang padat dan seragam dan meningkatkan kestabilan terma lapisan arang dan sisa arang.

Di samping itu, struktur NiCo2O4 seperti bunga mempunyai sejumlah besar lipatan pada permukaan dan kawasan sentuhan yang besar dan kasar dengan polimer, yang meningkatkan ikatan. Struktur seperti bunga ini mempunyai kestabilan yang kuat, yang membantu mengelakkan kerosakan semasa pemprosesan dan mengekalkan integriti struktur. Semasa proses pembakaran, bahan pembentuk arang boleh diperbaiki di antara struktur seperti bunga, yang meningkatkan kestabilan lapisan arang dan secara berkesan melaksanakan peranan penghalang untuk mencapai kalis api dan perlindungan substrat.

Selain NiCo2O4, terdapat beberapa komponen utama lain yang memainkan peranan penting dalam kesan kalis api. OS-MCAPP yang dirawat dengan gel SiO2 bertindak sebagai sumber gas dan asid dan membantu PP membentuk lapisan arang pelindung yang melindungi matriks PP daripada penguraian selanjutnya. PEIC, sebagai sumber arang yang sangat baik, memainkan peranan penting dalam pembentukan arang diperluas berkualiti tinggi dan memudahkan pemerolehan komposit kalis api.

PPA-C bertindak balas dengan PER semasa pembakaran untuk membentuk ikatan POC dan ikatan PC, yang menyumbang kepada pembentukan lapisan arang yang hampir bebas kecacatan. Selain itu, PPA-C boleh menyebabkan PP terurai secara terma lebih awal dan menghasilkan lebih banyak sisa arang pada suhu yang lebih tinggi. Terdapat sinergi yang baik antara PPA-C dan PER, dan kalis nyalaan sistem PPA-C/PER adalah lebih baik daripada sistem APP/PER konvensional. Apabila kandungan PPA-C/PER (3:1) mencapai 18wt%, bahan komposit kalis api PP/intumescent mencapai penarafan V-0 dengan ujian UL-94, dan indeks oksigen muktamad boleh mencapai 28.8%.

Bahan PP kalis api untuk aplikasi pembungkusan

Plastik PP mempunyai ketumpatan rendah, ketelusan yang baik, tidak toksik dan tidak berbau, pemprosesan dan pengacuan yang mudah, harga yang rendah dan ciri-ciri lain, yang menjadikannya mempunyai potensi besar untuk digunakan dalam bidang pembungkusan. Walau bagaimanapun, kecacatan plastik PP seperti mudah terbakar dan rintangan suhu tinggi yang lemah telah menghadkan perkembangannya dalam bidang pembungkusan. Oleh itu, dalam beberapa tahun kebelakangan ini, ramai sarjana telah menumpukan diri mereka untuk mengkaji bahan pembungkusan PP dengan sifat kalis api yang tinggi.

Perumahan bateri kereta

Bateri ialah salah satu komponen utama kenderaan tenaga baharu, jadi selongsong bateri yang melindungi bateri dengan selamat adalah penting. Pembungkusan bateri tradisional terutamanya menggunakan bahan logam dan bahan kompaun acuan lembaran (SMC), tetapi kerumitan dan ketumpatan proses pengacuan bahan ini menjejaskan pemberat ringan kenderaan tenaga baharu. Oleh itu, perhatian diberikan kepada bahan PP dengan ketumpatan rendah dan rintangan hentaman yang baik.

Bahan PP dengan sifat kalis api yang disediakan daripada matriks resin PP, sistem kompleks ammonium polifosfat/triazine sebagai kalis api, kopolimer etilena-oktena, elastomer berasaskan propilena, dan pelekat EPDM sebagai agen pengeras telah digunakan dalam perumah bateri kereta tenaga baharu. Bahan PP ini mengekalkan ketumpatan rendah dan mempunyai sifat kalis api dan kekuatan hentaman yang baik, serta sifat pengedap dan kalis air yang baik.

Pembungkusan komponen

Komposit PP/MHSH/Al2O3/NP telah disediakan dengan kaedah pengadunan cair dengan mengubah suai kumis magnesium sulfat alkali (MHSH) dan alumina (Al2O3) dengan agen penghubung silang KH-550, dan menambah kalis api kompleks nitrogen-fosforus dan matriks PP, dan seterusnya diproses untuk membentuk filem.

Kalis api kompleks nitrogen-fosforus bukan sahaja menggalakkan pembentukan lapisan karbon yang diperluas dalam matriks PP pada suhu tinggi, tetapi juga bertindak balas dengan MHSH untuk menjana garam magnesium fosfat, yang meningkatkan kekuatan lapisan karbon yang diperluas. Penambahan Al2O3 meningkatkan kekonduksian terma bahan, supaya haba dalaman cepat dipindahkan ke permukaan pelesapan, yang berfungsi sebagai rintangan haba. Selain itu, MHSH dan Al2O3 bertindak sebagai pengisi tegar untuk memperbaiki sifat mekanikal filem komposit PP/MHSH/Al2O3/NP. Oleh itu, filem komposit PP/MHSH/Al2O3/NP mempunyai sifat kalis api yang sangat baik dan kekuatan mekanikal yang tinggi.

Bekas makanan

Komposit PP dengan sifat kalis api yang tinggi telah disediakan dengan pengadunan cair IFR yang terdiri daripada ammonium polifosfat, agen pembentuk karbon triazine dan ko-efektor dengan kotak makan tengah hari polipropilena kitar semula yang dirawat bersih, menunjukkan potensi kotak makan tengah hari PP kitar semula.

Isu dengan kalis api PP

Walaupun semakin ramai orang mula mengkaji komposit PP kalis api, pada masa ini terdapat beberapa masalah:

1. aditif kalis api, keserasian yang lemah dengan matriks, menjejaskan sifat mekanikal bahan;

2. Kalis api yang cekap kebanyakannya mengandungi halogen dan tidak memenuhi keperluan alam sekitar;

3. Kalis api adalah mahal, meningkatkan kos pengeluaran.

Penafian: Maklumat yang dinyatakan di atas disediakan oleh Industri Plastik Qishen Shanghai secara bebas daripada Chovm.com. Chovm.com tidak membuat perwakilan dan jaminan tentang kualiti dan kebolehpercayaan penjual dan produk.