بازدارندههای شعله مبتنی بر فسفر نوعی از بازدارندههای شعله با راندمان بالا، قابل اعتماد و پرکاربرد هستند که توجه زیادی از محققان را به خود جلب کردهاند. دستاوردهای قابل توجهی در سنتز و کاربرد آنها حاصل شده است.
۱. کاربرد بازدارندههای شعله بر پایه فسفر در PP
خواص فیزیکی پلیپروپیلن (PP) نقش حیاتی در کاربردهای صنعتی آن ایفا میکند. با این حال، شاخص اکسیژن محدود (LOI) آن تنها حدود ۱۷.۵٪ است که آن را بسیار قابل اشتعال با سرعت سوختن سریع میکند. ارزش مواد PP در کاربردهای صنعتی تحت تأثیر بازدارندگی شعله و خواص فیزیکی آنها قرار دارد. در سالهای اخیر، میکروکپسولاسیون و اصلاح سطح به روندهای اصلی در مواد PP مقاوم در برابر شعله تبدیل شدهاند.
مثال ۱: پلی فسفات آمونیوم (APP) اصلاح شده با عامل اتصال سیلان (KH-550) و محلول اتانول رزین سیلیکونی بر روی مواد PP اعمال شد. هنگامی که کسر جرمی APP اصلاح شده به ۲۲٪ رسید، LOI ماده به ۳۰.۵٪ افزایش یافت، در حالی که خواص مکانیکی آن نیز الزامات را برآورده کرد و از مواد PP مقاوم در برابر شعله با APP اصلاح نشده بهتر عمل کرد.
مثال ۲: APP از طریق پلیمریزاسیون درجا در پوستهای متشکل از ملامین (MEL)، روغن سیلیکون هیدروکسیل و رزین فرمالدئید کپسوله شد. سپس میکروکپسولها با پنتااریتریتول ترکیب شده و برای ایجاد خاصیت ضد شعله روی مواد PP اعمال شدند. این ماده با LOI 32٪ و رتبهبندی تست سوزش عمودی UL94 V-0، خاصیت ضد شعله عالی از خود نشان داد. حتی پس از عملیات غوطهوری در آب گرم، کامپوزیت خاصیت ضد شعله و خواص مکانیکی خوبی را حفظ کرد.
مثال ۳: APP با پوششدهی آن با هیدروکسید آلومینیوم (ATH) اصلاح شد و APP اصلاحشده با نسبت جرمی ۲.۵:۱ با دیپنتااریتریتول برای استفاده در مواد PP ترکیب شد. هنگامی که کل کسر جرمی بازدارنده شعله ۲۵٪ بود، LOI به ۳۱.۸٪ رسید، رتبهبندی بازدارنده شعله به V-0 رسید و حداکثر سرعت آزادسازی گرما به طور قابل توجهی کاهش یافت.
۲. کاربرد بازدارندههای شعله بر پایه فسفر در پلیاستایرن
پلیاستایرن (PS) بسیار قابل اشتعال است و پس از حذف منبع احتراق، همچنان به سوختن ادامه میدهد. برای رفع مشکلاتی مانند آزادسازی گرمای زیاد و گسترش سریع شعله، بازدارندههای شعله مبتنی بر فسفر بدون هالوژن نقش مهمی در بازدارندگی شعله PS ایفا میکنند. روشهای رایج بازدارندگی شعله برای PS شامل پوشش، اشباع، برسزنی و بازدارندگی شعله در مرحله پلیمریزاسیون است.
مثال ۱: یک چسب مقاوم در برابر شعله حاوی فسفر برای پلیاستایرن منبسطشونده از طریق روش سل-ژل با استفاده از N-β-(آمینواتیل)-γ-آمینوپروپیلتریمتوکسیسیلان و اسید فسفریک سنتز شد. فوم پلیاستایرن مقاوم در برابر شعله با استفاده از روش پوششدهی تهیه شد. هنگامی که دما از ۷۰۰ درجه سانتیگراد فراتر رفت، فوم پلیاستایرن که با چسب تیمار شده بود، یک لایه زغال بیش از ۴۹٪ تشکیل داد.
محققان در سراسر جهان ساختارهای ضد شعله حاوی فسفر را به ترکیبات وینیل یا اکریلیک اضافه کردهاند که سپس با استایرن کوپلیمریزه میشوند تا کوپلیمرهای استایرن حاوی فسفر جدید تولید کنند. مطالعات نشان میدهد که در مقایسه با PS خالص، کوپلیمرهای استایرن حاوی فسفر به طور قابل توجهی LOI و باقیمانده زغال بهبود یافتهای را نشان میدهند که نشاندهنده پایداری حرارتی و ضد شعله بودن برتر است.
مثال ۲: یک ماکرومونومر هیبریدی فسفات الیگومری (VOPP) با انتهای وینیلی از طریق کوپلیمریزاسیون پیوندی به زنجیره اصلی PS پیوند زده شد. کوپلیمر پیوندی از طریق مکانیسم فاز جامد، خاصیت بازدارندگی شعله از خود نشان داد. با افزایش محتوای VOPP، LOI افزایش یافت، حداکثر سرعت آزادسازی گرما و کل آزادسازی گرما کاهش یافت و چکه کردن مذاب ناپدید شد که اثرات قابل توجه بازدارندگی شعله را نشان میدهد.
علاوه بر این، بازدارندههای شعله معدنی مبتنی بر فسفر میتوانند به صورت شیمیایی با بازدارندههای شعله مبتنی بر گرافیت یا نیتروژن برای استفاده در بازدارنده شعله PS پیوند داده شوند. روشهای پوششدهی یا برسزنی نیز میتوانند برای اعمال بازدارندههای شعله مبتنی بر فسفر به PS استفاده شوند و به طور قابل توجهی LOI و باقیمانده زغال ماده را بهبود بخشند.
۳. کاربرد بازدارندههای شعله بر پایه فسفر در پلیآمید
پلیآمید (PA) بسیار قابل اشتعال است و در هنگام احتراق دود قابل توجهی تولید میکند. از آنجایی که PA به طور گسترده در قطعات و تجهیزات الکترونیکی استفاده میشود، خطر آتشسوزی آن به ویژه شدید است. به دلیل ساختار آمیدی در زنجیره اصلی آن، PA را میتوان با استفاده از روشهای مختلف در برابر شعله مقاوم کرد، و هم بازدارندههای شعله افزودنی و هم واکنشی بسیار مؤثر هستند. در میان PA های مقاوم در برابر شعله، نمکهای آلکیل فسفینات بیشترین کاربرد را دارند.
مثال ۱: ایزوبوتیل فسفینات آلومینیوم (A-MBPa) به ماتریس PA6 اضافه شد تا یک ماده کامپوزیتی تهیه شود. در طول آزمایش مقاومت در برابر شعله، A-MBPa قبل از PA6 تجزیه شد و یک لایه زغال متراکم و پایدار تشکیل داد که از PA6 محافظت میکرد. این ماده به LOI 26.4٪ و رتبه مقاومت در برابر شعله V-0 دست یافت.
مثال ۲: در طول پلیمریزاسیون هگزامتیلن دی آمین و آدیپیک اسید، ۳ درصد وزنی از اکسید بیس(۲-کربوکسی اتیل)متیل فسفین (CEMPO) به عنوان ماده ضد شعله اضافه شد تا PA66 ضد شعله تولید شود. مطالعات نشان داد که PA66 ضد شعله در مقایسه با PA66 معمولی، بازدارندگی شعله بهتری با LOI قابل توجهی بالاتر نشان میدهد. تجزیه و تحلیل لایه زغال نشان داد که سطح زغال متراکم PA66 ضد شعله حاوی منافذی با اندازههای مختلف است که به جداسازی انتقال حرارت و گاز کمک میکند و عملکرد قابل توجه ضد شعله را نشان میدهد.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
زمان ارسال: ۱۵ آگوست ۲۰۲۵
