ทุกสิ่งที่คุณจำเป็นต้องรู้เกี่ยวกับ PP ทนไฟ

โพลีโพรพิลีน (PP)เนื่องจาก PP เป็นพลาสติกเอนกประสงค์ชนิดหนึ่งในห้าประเภท จึงนิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมต่างๆ อย่างไรก็ตาม คุณสมบัติในการติดไฟของ PP ทำให้การใช้งานมีข้อจำกัดและขัดขวางการพัฒนาวัสดุต่อไป ดังนั้นผู้คนจึงกังวลเกี่ยวกับการดัดแปลง PP ให้ทนไฟ

วัสดุโพลีเมอร์คือสารประกอบโพลีเมอร์ที่มีองค์ประกอบต่างๆ เช่น คาร์บอน ไฮโดรเจน และออกซิเจน ซึ่งส่วนใหญ่ติดไฟได้ การเผาไหม้วัสดุโพลีเมอร์เป็นชุดของการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพและปฏิกิริยาเคมีของกระบวนการบูรณาการ ซึ่งแสดงปรากฏการณ์พิเศษ เช่น การหลอมละลายและการอ่อนตัว การเปลี่ยนแปลงปริมาตร กระบวนการเผาไหม้ประกอบด้วยสามขั้นตอน:

ประการแรกปฏิกิริยาการสลายตัวด้วยความร้อนจะผลิตโมเลกุลของก๊าซขนาดเล็ก จากนั้นส่วนผสมของก๊าซจะเข้าสู่สภาวะการเผาไหม้เพื่อกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่รุนแรง และในที่สุดการเผาไหม้อย่างรวดเร็วของส่วนผสมของก๊าซที่ติดไฟได้จะผลิตความร้อนในปริมาณมาก และวงจรปฏิกิริยาจะดำเนินต่อไป

เนื่องจาก PP มีดัชนีออกซิเจนเพียง 17.4 จึงติดไฟได้และก่อให้เกิดความร้อนจำนวนมากระหว่างการเผาไหม้ ซึ่งอาจก่อให้เกิดเพลิงไหม้ได้ง่ายและเป็นอันตรายต่อชีวิตและทรัพย์สิน ในสาขาอิเล็กทรอนิกส์และเครื่องใช้ไฟฟ้า ความไวไฟของ PP จำกัดการใช้งานในวงกว้าง ดังนั้นจึงจำเป็นต้องทำการบำบัดวัสดุ PP ให้มีสารหน่วงการติดไฟ

กลไกการหน่วงไฟ

กลไกหน่วงไฟประกอบด้วยกลไกการยุติปฏิกิริยาลูกโซ่ กลไกการแยกพื้นผิว และกลไกการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหยุดชะงัก กลไกการยุติปฏิกิริยาลูกโซ่จะยุติปฏิกิริยาการเผาไหม้โดยใช้ H2O ที่เกิดขึ้นระหว่างกระบวนการเผาไหม้ กลไกการแยกพื้นผิวจะสร้างสารประกอบแข็งเพื่อปิดกั้นการสัมผัสอากาศ และกลไกการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบหยุดชะงักจะดูดซับความร้อนจากการเผาไหม้เพื่อให้เกิดการดับเอง

คาร์บอนกัมมันต์ในสารหน่วงไฟไฮดรอกไซด์โลหะสามารถรวมตัวกับแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อลดความเป็นไปได้ของการรวมตัวเป็นก้อน ปรับปรุงความเข้ากันได้กับเมทริกซ์ PP และเพิ่มการหน่วงไฟของวัสดุ อัตราส่วนและระดับการทำงานของสารหน่วงไฟได้รับการปรับโดยการทดสอบการเปลี่ยนแปลงค่าการดูดซับน้ำมัน และในที่สุดพบว่าดัชนีออกซิเจนจำกัดถึงค่าสูงสุดที่ 28.9% เมื่อเติมสารหน่วงไฟแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่ดัดแปลงด้วยคาร์บอนกัมมันต์ 25% ลงใน PP

สารหน่วงการติดไฟจากโลหะไฮดรอกไซด์เป็นสารเติมแต่งที่ใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงการติดไฟของวัสดุโพลีโพรพีลีน (PP) เพื่อเพิ่มความแข็งแรงเชิงกลของวัสดุให้ดียิ่งขึ้น นักวิจัยยังได้นำโพลีโอเลฟินอีลาสโตเมอร์ (POE) และอนุภาคนาโนแคลเซียมคาร์บอเนต (CaCO3) เข้าไปด้วย ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่าวัสดุผสม PP ที่ดัดแปลงไม่เพียงแต่มีคุณสมบัติในการหน่วงการติดไฟที่ยอดเยี่ยมเท่านั้น แต่ยังมีความแข็งแรงเชิงกลสูงอีกด้วย

สารหน่วงการติดไฟโบรอน

สารหน่วงการติดไฟโบรอนมีบทบาทสำคัญในคอมโพสิต PP/BN@MGO เนื่องจากโครงสร้างแบบห่อหุ้มและการปรับเปลี่ยนอัลคิเลชันของสารหน่วงการติดไฟ BN@MGO จึงสามารถเพิ่มองค์ประกอบคาร์บอนบนพื้นผิวของฟิลเลอร์ได้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความสัมพันธ์กับเนื้อ PP และทำให้กระจายได้สม่ำเสมอในเมทริกซ์ PP

ในขณะเดียวกัน BN@MGO ที่ผ่านการปรับปรุงแล้วจะมีเอฟเฟกต์ซิกแซกและมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง ซึ่งส่งผลให้วัสดุมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำและทนไฟสูง คุณสมบัติเหล่านี้ทำให้คอมโพสิต PP/BN@MGO มีการใช้งานที่หลากหลายในด้านอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ เครื่องใช้ในครัวเรือน และการจัดการความร้อน

นอกจากนี้ เมื่อเติม APP/MCA-K-ZB ซึ่งเป็นสารหน่วงการติดไฟโบรอนในปริมาณ 25% (อัตราส่วนมวลของ APP/MCA-K-ZB คือ 3/1) คอมโพสิต PP สามารถบรรลุระดับ V-0 ในการทดสอบ UL-94 ในขณะที่ดัชนีออกซิเจนจำกัดสูงถึง 32.7% ผลการวิเคราะห์เทอร์โมกราวิเมทริก (TGA) และการทดสอบด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด (SEM) แสดงให้เห็นว่าการเติม APP/MCA-K-ZB สามารถสร้างชั้นคาร์บอนกราไฟต์หนาแน่น ซึ่งจะปกป้องเมทริกซ์ PP ที่อยู่ด้านล่างจากการเผาไหม้เพิ่มเติมได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนและความสามารถในการสร้างคาร์บอนของวัสดุ

สารหน่วงการติดไฟซิลิโคน

สาร HNTs-Si ในสารหน่วงไฟซิลิโคนสามารถรักษาโครงสร้างท่อเดิมและบิดตัวด้วยโซ่ PP ที่เสื่อมสภาพจากความร้อนเพื่อสร้างชั้นคาร์บอนหนาแน่น ซึ่งยับยั้งการถ่ายเทความร้อน มวล และควันได้อย่างมีประสิทธิภาพระหว่างการเผาไหม้ PP โพลีซิโลเซนสามารถลดขั้วของพื้นผิวของ HNTs-Si เพิ่มความเข้ากันได้กับพื้นผิว PP และเอฟเฟกต์สะพานรอยแตกร้าวจะปรับปรุงความเหนียวของคอมโพสิต PP

นอกจากนี้ ในบรรดาสารหน่วงไฟที่ทำจากซิลิกา นาโน-Sb2O3 และ OMMT สามารถสร้างชั้นคาร์บอนหนาแน่นหลังการดัดแปลง ซึ่งช่วยปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนและการหน่วงไฟของคอมโพสิตที่ทำจาก PP ได้อย่างมีประสิทธิภาพ การเกิดนิวเคลียสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันของ OMMT และนาโน-Sb2O3 ในเมทริกซ์ PP สามารถปรับปรุงความเป็นผลึกและความแข็งแรงในการดึงของวัสดุได้

สารหน่วงไฟฟอสฟอรัส

ซอร์บิทอลและแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟตในสารหน่วงไฟฟอสฟอรัสสามารถสร้างชั้นคาร์บอนเพื่อชะลอการแพร่กระจายความร้อนและปรับปรุงความหน่วงไฟของวัสดุ ผลรวมของ SPDEB และแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟตสามารถปรับปรุงความหน่วงไฟของวัสดุ PP ได้อย่างมีประสิทธิภาพและลดการปล่อยก๊าซไวไฟ

สารหน่วงการติดไฟที่ใช้ไนโตรเจน

MPP และ AP ในสารหน่วงไฟที่มีส่วนประกอบเป็นไนโตรเจนสามารถปล่อยก๊าซที่ไม่ติดไฟและสารที่มีฟอสฟอรัส เจือจางก๊าซที่ติดไฟได้ในอากาศ และทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันก๊าซ จึงช่วยลดการเผาไหม้ วิธีการประกอบตัวเองแบบเหนือโมเลกุลสามารถใช้พันธะที่ไม่ใช่โควาเลนต์เพื่อสังเคราะห์สารประกอบที่มีโครงสร้างเฉพาะ ปรับปรุงการกระจายตัวของสารหน่วงไฟในวัสดุ และเพิ่มการหน่วงไฟ

สารหน่วงไฟแบบพองตัว

NiCo2O4 เป็นสารหน่วงการติดไฟที่พองตัวได้ซึ่งมีข้อดีคือมีรูปร่างที่ควบคุมได้ พื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ มีไซต์ที่ใช้งานหลายไซต์ และวิธีการเตรียมที่ง่ายและหลากหลาย เนื่องจากเป็นสารประกอบที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบ จึงมีคุณสมบัติเป็นตัวเร่งปฏิกิริยาคาร์บอนที่ยอดเยี่ยม ซึ่งช่วยลดผลผลิตจากการเผาไหม้และปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของวัสดุ

ความเหนือกว่านี้ส่วนใหญ่มาจากบทบาทของไอออน Ni+ ซึ่งสามารถเร่งการสลายตัวทางความร้อนของโพลีเอทิลีนอะคริเลต (PER) เพิ่มการเผาของแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต และส่งเสริมการก่อตัวของชั้นถ่านที่ขยายตัวในระบบหน่วงการติดไฟโพลีโพรพีลีน (PP)/สารหน่วงการติดไฟแบบพอง ในขณะเดียวกัน ออกไซด์ไบเมทัลลิกมีเสถียรภาพที่อุณหภูมิสูงและมีความสามารถในการเร่งปฏิกิริยาที่แข็งแกร่ง ซึ่งช่วยให้คอมโพสิต PP/สารหน่วงการติดไฟที่ขยายตัวสร้างชั้นถ่านที่หนาแน่นและสม่ำเสมอ และปรับปรุงเสถียรภาพทางความร้อนของชั้นถ่านและสารตกค้างถ่าน

นอกจากนี้โครงสร้าง NiCo2O4 ที่คล้ายดอกไม้ยังมีรอยพับจำนวนมากบนพื้นผิวและพื้นที่สัมผัสที่หยาบและใหญ่กับพอลิเมอร์ซึ่งช่วยเพิ่มการยึดเกาะ โครงสร้างคล้ายดอกไม้นี้มีเสถียรภาพที่แข็งแกร่งซึ่งช่วยหลีกเลี่ยงความเสียหายระหว่างการประมวลผลและรักษาความสมบูรณ์ของโครงสร้าง ในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ สารที่ก่อตัวเป็นถ่านสามารถตรึงไว้ระหว่างโครงสร้างคล้ายดอกไม้ซึ่งปรับปรุงเสถียรภาพของชั้นถ่านและทำหน้าที่เป็นกำแพงกั้นเพื่อให้เกิดการหน่วงการติดไฟและการปกป้องพื้นผิวได้อย่างมีประสิทธิภาพ

นอกจาก NiCo2O4 แล้ว ยังมีส่วนประกอบสำคัญอื่นๆ อีกจำนวนหนึ่งที่มีบทบาทสำคัญในการหน่วงการติดไฟ OS-MCAPP ที่ผ่านการเคลือบเจล SiO2 ทำหน้าที่เป็นทั้งแหล่งก๊าซและกรด และช่วยให้ PP สร้างชั้นถ่านป้องกันที่ปกป้องเมทริกซ์ PP ไม่ให้สลายตัวต่อไป PEIC เป็นแหล่งถ่านที่ยอดเยี่ยม มีบทบาทสำคัญในการสร้างถ่านขยายตัวคุณภาพสูง และช่วยให้ได้สารประกอบหน่วงการติดไฟ

PPA-C ทำปฏิกิริยากับ PER ระหว่างการเผาไหม้เพื่อสร้างพันธะ POC และพันธะ PC ซึ่งมีส่วนช่วยในการสร้างชั้นถ่านที่แทบไม่มีตำหนิ นอกจากนี้ PPA-C ยังสามารถทำให้ PP สลายตัวด้วยความร้อนได้เร็วขึ้นและผลิตสารตกค้างถ่านได้มากขึ้นที่อุณหภูมิสูง PPA-C และ PER มีการทำงานร่วมกันที่ดี และความสามารถในการหน่วงการติดไฟของระบบ PPA-C/PER นั้นเหนือกว่าระบบ APP/PER ทั่วไป เมื่อเนื้อหาของ PPA-C/PER (3:1) ถึง 18% โดยน้ำหนัก วัสดุคอมโพสิตหน่วงการติดไฟ PP/intumescent จะถึงระดับ V-0 โดยการทดสอบ UL-94 และดัชนีออกซิเจนขั้นสุดท้ายสามารถถึง 28.8%

วัสดุ PP ทนไฟสำหรับงานบรรจุภัณฑ์

พลาสติก PP มีความหนาแน่นต่ำ โปร่งใสดี ปลอดสารพิษและไม่มีกลิ่น แปรรูปและขึ้นรูปง่าย ราคาถูก และคุณสมบัติอื่นๆ ซึ่งทำให้มีศักยภาพมหาศาลในการนำไปใช้ในด้านบรรจุภัณฑ์ อย่างไรก็ตาม ข้อบกพร่องของพลาสติก PP เช่น ติดไฟและทนต่ออุณหภูมิสูงได้ไม่ดี ทำให้การพัฒนาในด้านบรรจุภัณฑ์มีข้อจำกัด ดังนั้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักวิชาการจำนวนมากจึงทุ่มเทให้กับการศึกษาวัสดุบรรจุภัณฑ์ PP ที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟสูง

ตัวเรือนแบตเตอรี่รถยนต์

แบตเตอรี่เป็นส่วนประกอบสำคัญอย่างหนึ่งของรถยนต์พลังงานใหม่ ดังนั้นตัวเรือนแบตเตอรี่ที่ปกป้องแบตเตอรี่ได้อย่างปลอดภัยจึงมีความสำคัญ บรรจุภัณฑ์แบตเตอรี่แบบดั้งเดิมส่วนใหญ่ใช้โลหะและวัสดุแผ่นขึ้นรูป (SMC) แต่ความซับซ้อนและความหนาแน่นของกระบวนการขึ้นรูปของวัสดุเหล่านี้ส่งผลต่อน้ำหนักเบาของรถยนต์พลังงานใหม่ ดังนั้น จึงให้ความสำคัญกับวัสดุ PP ที่มีความหนาแน่นต่ำและทนต่อแรงกระแทกได้ดี

วัสดุ PP ที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟซึ่งเตรียมจากเมทริกซ์เรซิน PP ระบบคอมเพล็กซ์แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต/ไตรอะซีนเป็นสารหน่วงการติดไฟ โคพอลิเมอร์เอทิลีน-อ็อกทีน อีลาสโตเมอร์ที่ใช้โพรพิลีนเป็นฐาน และกาว EPDM เป็นสารเพิ่มความเหนียว ถูกนำมาใช้ในโครงแบตเตอรี่รถยนต์พลังงานใหม่ วัสดุ PP นี้มีความหนาแน่นต่ำ มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟและทนต่อแรงกระแทกได้ดี รวมถึงมีคุณสมบัติปิดผนึกและกันน้ำได้ดี

บรรจุภัณฑ์ส่วนประกอบ

คอมโพสิต PP/MHSH/Al2O3/NP ได้รับการเตรียมโดยใช้วิธีการผสมแบบหลอมเหลว โดยปรับเปลี่ยนแมกนีเซียมซัลเฟตวิสเกอร์ (MHSH) และอะลูมินา (Al2O3) ที่มีฤทธิ์เป็นด่างด้วยสารเชื่อมขวาง KH-550 และเติมสารหน่วงไฟที่ซับซ้อนไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสและเมทริกซ์ PP จากนั้นจึงผ่านกระบวนการเพิ่มเติมเพื่อสร้างฟิล์ม

สารหน่วงไฟคอมเพล็กซ์ไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสไม่เพียงแต่ส่งเสริมการก่อตัวของชั้นคาร์บอนขยายตัวในเมทริกซ์ PP ที่อุณหภูมิสูงเท่านั้น แต่ยังทำปฏิกิริยากับ MHSH เพื่อสร้างเกลือแมกนีเซียมฟอสเฟตซึ่งช่วยเพิ่มความแข็งแรงของชั้นคาร์บอนขยายตัว การเติม Al2O3 จะช่วยปรับปรุงการนำความร้อนของวัสดุ ทำให้ความร้อนภายในถูกถ่ายเทไปยังพื้นผิวอย่างรวดเร็ว ซึ่งทำหน้าที่เป็นการระบายความร้อนและปรับปรุงความต้านทานความร้อน นอกจากนี้ MHSH และ Al2O3 ยังทำหน้าที่เป็นสารตัวเติมแบบแข็งเพื่อปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของฟิล์มคอมโพสิต PP/MHSH/Al2O3/NP ดังนั้น ฟิล์มคอมโพสิต PP/MHSH/Al2O3/NP จึงมีคุณสมบัติหน่วงไฟที่ยอดเยี่ยมและมีความแข็งแรงเชิงกลสูง

ภาชนะบรรจุอาหาร

คอมโพสิต PP ที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟสูงได้รับการเตรียมโดยการผสม IFR ที่ประกอบด้วยแอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต สารก่อคาร์บอนไตรอะซีน และตัวกระตุ้นร่วมกับกล่องข้าวโพลีโพรพีลีนรีไซเคิลที่ผ่านการบำบัดอย่างสะอาด แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการรีไซเคิลกล่องข้าว PP

ประเด็นเกี่ยวกับคุณสมบัติการหน่วงการติดไฟของ PP

แม้ว่าผู้คนจะเริ่มศึกษาเกี่ยวกับวัสดุผสม PP ทนไฟกันมากขึ้นเรื่อยๆ แต่ปัจจุบันก็ยังคงมีปัญหาบางประการอยู่:

1. สารเติมแต่งสารหน่วงการติดไฟ มีความเข้ากันได้ไม่ดีกับเมทริกซ์ ส่งผลกระทบต่อคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุ

2. สารหน่วงการติดไฟที่มีประสิทธิภาพส่วนใหญ่ประกอบด้วยฮาโลเจนและไม่เป็นไปตามข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม

3. สารหน่วงการติดไฟมีราคาแพง ทำให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น

ข้อสงวนสิทธิ์: ข้อมูลที่กำหนดไว้ข้างต้นนี้จัดทำโดย อุตสาหกรรมพลาสติกฉีเฉินเซี่ยงไฮ้ เป็นอิสระจาก Chovm.com Chovm.com ไม่รับรองหรือรับประกันคุณภาพและความน่าเชื่อถือของผู้ขายและผลิตภัณฑ์