مقدمهای بر بازدارندههای شعله مبتنی بر نیتروژن برای نایلون
بازدارندههای شعله مبتنی بر نیتروژن با سمیت کم، عدم خوردگی، پایداری حرارتی و UV، راندمان خوب بازدارنده شعله و مقرون به صرفه بودن مشخص میشوند. با این حال، معایب آنها شامل مشکلات فرآوری و پراکندگی ضعیف در ماتریس پلیمری است. بازدارندههای شعله مبتنی بر نیتروژن رایج برای نایلون شامل MCA (ملامین سیانورات)، ملامین و MPP (ملامین پلی فسفات) هستند.
مکانیسم ضد حریق شامل دو جنبه است:
- مکانیسم فیزیکی «تصعید و گرماگیر»: مادهی بازدارندهی شعله، دمای سطح مادهی پلیمری را کاهش میدهد و از طریق تصعید و جذب گرما، آن را از هوا جدا میکند.
- مکانیسم کربنیزاسیون کاتالیزوری و تورم در فاز متراکم: ماده بازدارنده شعله با نایلون واکنش میدهد و کربنیزاسیون مستقیم و انبساط را افزایش میدهد.
MCA در فرآیند ضد شعله عملکرد دوگانهای از خود نشان میدهد، هم کربنیزاسیون و هم فومسازی را تقویت میکند. مکانیسم و اثربخشی ضد شعله بسته به نوع نایلون متفاوت است. مطالعات روی MCA و MPP در PA6 و PA66 نشان میدهد که این ضد شعلهها باعث ایجاد پیوند عرضی در PA66 میشوند اما تخریب را در PA6 افزایش میدهند و در نتیجه عملکرد ضد شعله بهتری در PA66 نسبت به PA6 دارند.
۱. ملامین سیانورات (MCA)
MCA از ملامین و اسید سیانوریک در آب سنتز میشود و یک ترکیب افزایشی با پیوند هیدروژنی تشکیل میدهد. این ماده یک ماده ضد شعله عالی بدون هالوژن، کم سمیت و کم دود است که معمولاً در پلیمرهای نایلونی استفاده میشود. با این حال، MCA سنتی نقطه ذوب بالایی دارد (تجزیه و تصعید بالای ۴۰۰ درجه سانتیگراد) و فقط میتواند با رزینها به شکل ذرات جامد مخلوط شود که منجر به پراکندگی ناهموار و اندازه ذرات بزرگ میشود که بر راندمان ضد شعله تأثیر منفی میگذارد. علاوه بر این، MCA در درجه اول در فاز گازی عمل میکند و منجر به تشکیل زغال کم و لایههای کربنی سست و غیر محافظ در طول احتراق میشود.
برای پرداختن به این مسائل، از فناوری کامپوزیت مولکولی برای اصلاح MCA با معرفی یک افزودنی مکمل ضد شعله (WEX) استفاده شده است که نقطه ذوب MCA را کاهش میدهد و امکان ذوب همزمان و پراکندگی فوقالعاده ریز با PA6 را فراهم میکند. WEX همچنین تشکیل زغال را در حین احتراق افزایش میدهد، کیفیت لایه کربن را بهبود میبخشد و اثر ضد شعله فاز متراکم MCA را تقویت میکند و در نتیجه مواد ضد شعله با عملکرد عالی تولید میکند.
2. بازدارنده شعله متورم (IFR)
IFR یک سیستم مقاوم در برابر شعله بدون هالوژن قابل توجه است. مزایای آن نسبت به مقاوم در برابر شعله هالوژنه شامل انتشار دود کم و انتشار گاز غیر سمی در هنگام احتراق است. علاوه بر این، لایه زغال تشکیل شده توسط IFR میتواند پلیمر مذاب و در حال سوختن را جذب کند و از چکه کردن و گسترش آتش جلوگیری کند.
اجزای کلیدی IFR عبارتند از:
- منبع گاز (ترکیبات مبتنی بر ملامین)
- منبع اسید (مقاوم کنندههای شعله فسفر-نیتروژن)
- منبع کربن (خود نایلون)
- افزودنیهای همافزایی (مثلاً بورات روی، هیدروکسید آلومینیوم) و عوامل ضد چکه.
وقتی نسبت جرمی بازدارندههای شعله فسفر-نیتروژن به ترکیبات پایه ملامین:
- کمتر از ۱٪: اثر بازدارنده شعله ناکافی.
- بالای ۳۰٪: در طول فرآوری، تبخیر رخ میدهد.
- بین ۱٪ تا ۳۰٪ (بهویژه ۷٪ تا ۲۰٪): عملکرد بهینه در برابر شعله بدون تأثیر بر فرآیندپذیری.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
زمان ارسال: ۱۹ آگوست ۲۰۲۵
