نایلون (پلیآمید، PA) یک پلاستیک مهندسی با کارایی بالا است که به طور گسترده در الکترونیک، خودرو، نساجی و سایر زمینهها مورد استفاده قرار میگیرد. به دلیل قابلیت اشتعال آن، اصلاح نایلون به عنوان مادهای مقاوم در برابر شعله از اهمیت ویژهای برخوردار است. در زیر یک طرح و توضیح دقیق از فرمولاسیونهای مقاوم در برابر شعله نایلون، شامل هر دو محلول مقاوم در برابر شعله هالوژنه و بدون هالوژن، ارائه شده است.
۱. اصول طراحی فرمولاسیون نایلون مقاوم در برابر شعله
طراحی فرمولاسیونهای نایلون مقاوم در برابر شعله باید اصول زیر را رعایت کند:
- بازدارندگی شعله بالا: مطابق با استانداردهای UL 94 V-0 یا V-2.
- عملکرد پردازشمواد ضد حریق نباید به طور قابل توجهی بر خواص فرآوری نایلون (مانند سیالیت، پایداری حرارتی) تأثیر بگذارند.
- خواص مکانیکیافزودن مواد ضد حریق باید تأثیر بر استحکام، چقرمگی و مقاومت در برابر سایش نایلون را به حداقل برساند.
- سازگاری با محیط زیست: برای رعایت مقررات زیست محیطی، اولویت را به بازدارنده های شعله بدون هالوژن بدهید.
۲. فرمولاسیون نایلون مقاوم در برابر شعله هالوژنه
بازدارندههای شعله هالوژنه (مثلاً ترکیبات برومینه) با آزاد کردن رادیکالهای هالوژن، واکنشهای زنجیرهای احتراق را قطع میکنند و راندمان بالایی در برابر شعله ارائه میدهند.
ترکیب فرمولاسیون:
- رزین نایلون (PA6 یا PA66): ۱۰۰ phr
- بازدارنده شعله برومینه شده: 10-20 phr (به عنوان مثال، دکابرمودیفنیل اتان، پلی استایرن برومینه شده)
- تری اکسید آنتیموان (همافزایی): ۳-۵ phr
- روانکننده: ۱ تا ۲ واحد در هر لیتر (مثلاً کلسیم استئارات)
- آنتیاکسیدان: ۰.۵ تا ۱ phr (مثلاً ۱۰۱۰ یا ۱۶۸)
مراحل پردازش:
- رزین نایلون، بازدارنده شعله، هم افزایی کننده، روان کننده و آنتی اکسیدان را به طور یکنواخت از قبل مخلوط کنید.
- با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه، ذوب و مخلوط کنید و به صورت گلوله درآورید.
- دمای اکستروژن را روی ۲۴۰ تا ۲۸۰ درجه سانتیگراد کنترل کنید (بر اساس نوع نایلون تنظیم شود).
ویژگیها:
- مزایا: راندمان بالای ضد شعله، مقدار افزودنی کم، مقرون به صرفه.
- معایباحتمال انتشار گازهای سمی در حین احتراق، نگرانیهای زیستمحیطی.
۳. فرمولاسیون نایلون ضد حریق بدون هالوژن
بازدارندههای شعله بدون هالوژن (مثلاً مبتنی بر فسفر، مبتنی بر نیتروژن یا هیدروکسیدهای معدنی) از طریق واکنشهای گرماگیر یا تشکیل لایه محافظ عمل میکنند و عملکرد زیستمحیطی بهتری ارائه میدهند.
ترکیب فرمولاسیون:
- رزین نایلون (PA6 یا PA66): ۱۰۰ phr
- بازدارنده شعله بر پایه فسفر: 10-15 phr (به عنوان مثال، پلی فسفات آمونیوم APP یا فسفر قرمز)
- بازدارنده شعله مبتنی بر نیتروژن: ۵ تا ۱۰ phr (به عنوان مثال، ملامین سیانورات MCA)
- هیدروکسید معدنی: 20 تا 30 phr (مثلاً هیدروکسید منیزیم یا هیدروکسید آلومینیوم)
- روانکننده: ۱ تا ۲ قسمت در میلیون (مثلاً استئارات روی)
- آنتیاکسیدان: ۰.۵ تا ۱ phr (مثلاً ۱۰۱۰ یا ۱۶۸)
مراحل پردازش:
- رزین نایلون، بازدارنده شعله، روان کننده و آنتی اکسیدان را به طور یکنواخت از قبل مخلوط کنید.
- با استفاده از اکسترودر دو مارپیچه، ذوب و مخلوط کنید و به صورت گلوله درآورید.
- دمای اکستروژن را روی ۲۴۰ تا ۲۸۰ درجه سانتیگراد کنترل کنید (بر اساس نوع نایلون تنظیم شود).
ویژگیها:
- مزایاسازگار با محیط زیست، بدون انتشار گازهای سمی، مطابق با مقررات.
- معایب: راندمان پایینتر بازدارنده شعله، مقادیر بیشتر افزودنی، تأثیر بالقوه بر خواص مکانیکی.
۴. ملاحظات کلیدی در طراحی فرمولاسیون
(1) انتخاب بازدارنده شعله
- بازدارندههای شعله هالوژنه: راندمان بالا اما خطرات زیستمحیطی و بهداشتی ایجاد میکند.
- بازدارندههای شعله بدون هالوژنسازگار با محیط زیست اما به مقادیر بیشتری نیاز دارد و ممکن است بر عملکرد مواد تأثیر بگذارد.
(2) استفاده از سینرژیستها
- تری اکسید آنتیموان: به صورت همافزایی با بازدارندههای شعله هالوژنه برای افزایش بازدارندگی شعله عمل میکند.
- همافزایی فسفر و نیتروژندر سیستمهای بدون هالوژن، بازدارندههای شعله مبتنی بر فسفر و نیتروژن میتوانند با هم افزایی، کارایی را بهبود بخشند.
(3) پراکندگی و فرآیندپذیری
- پراکندهسازهااطمینان از پراکندگی یکنواخت بازدارندههای شعله برای جلوگیری از غلظتهای بالای موضعی.
- روان کننده ها: بهبود سیالیت فرآیند و کاهش فرسودگی تجهیزات.
(4) آنتیاکسیدانها
جلوگیری از تخریب مواد در حین پردازش و افزایش پایداری محصول.
۵. کاربردهای معمول
- الکترونیکقطعات مقاوم در برابر شعله مانند کانکتورها، کلیدها و پریزها.
- خودرومواد ضد حریق مانند پوشش موتور، دسته سیم و قطعات داخلی.
- منسوجات: الیاف و پارچههای مقاوم در برابر شعله.
۶. توصیههای بهینهسازی فرمولاسیون
(1) افزایش راندمان ضد شعله
- ترکیب بازدارنده شعلههمافزاییهای هالوژن-آنتیموان یا فسفر-نیتروژن برای بهبود عملکرد.
- نانو مواد ضد حریق: به عنوان مثال، نانو هیدروکسید منیزیم یا نانو رس، برای افزایش راندمان و کاهش مقدار افزودنی.
(2) بهبود خواص مکانیکی
- سفت کننده ها: به عنوان مثال، POE یا EPDM، برای افزایش چقرمگی و مقاومت در برابر ضربه مواد.
- پرکنندههای تقویتکننده: به عنوان مثال، الیاف شیشه، برای بهبود استحکام و سختی.
(3) کاهش هزینه
- بهینه سازی نسبت مواد بازدارنده شعله: ضمن برآورده کردن الزامات مربوط به مقاومت در برابر شعله، میزان مصرف را به حداقل برسانید.
- انتخاب مواد مقرون به صرفه: به عنوان مثال، بازدارندههای شعله خانگی یا ترکیبی.
۷. الزامات زیستمحیطی و نظارتی
- بازدارندههای شعله هالوژنه: محدود شده توسط RoHS، REACH و غیره، نیاز به استفاده محتاطانه دارد.
- بازدارندههای شعله بدون هالوژن: مطابق با مقررات، نشان دهنده روندهای آینده.
طراحی فرمولاسیونهای نایلونی مقاوم در برابر شعله باید سناریوهای کاربردی خاص و الزامات نظارتی را هنگام انتخاب بازدارندههای شعله هالوژنه یا بدون هالوژن در نظر بگیرد. بازدارندههای شعله هالوژنه راندمان بالایی دارند اما خطرات زیستمحیطی ایجاد میکنند، در حالی که جایگزینهای بدون هالوژن سازگار با محیط زیست هستند اما به مقادیر افزودنی بیشتری نیاز دارند. با بهینهسازی فرمولاسیونها و فرآیندها، میتوان مواد نایلونی مقاوم در برابر شعله کارآمد، سازگار با محیط زیست و مقرون به صرفه را برای رفع نیازهای صنایع الکترونیک، خودرو، نساجی و سایر صنایع توسعه داد.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
زمان ارسال: ۲۲ مه ۲۰۲۵
