راه حل سیستماتیک برای کاهش تراکم دود فیلم TPU

راهکار سیستماتیک برای کاهش چگالی دود فیلم TPU (فعلی: ۲۸۰؛ هدف: کمتر از ۲۰۰)
(فرمولاسیون فعلی: هیپوفسفیت آلومینیوم ۱۵ phr، MCA ۵ phr، بورات روی ۲ phr)

۱. تحلیل مسئله اصلی

1. محدودیت‌های فرمولاسیون فعلی:

• هیپوفسفیت آلومینیوم: در درجه اول از گسترش شعله جلوگیری می‌کند اما در مهار دود محدودیت دارد.
• ام سی ای: یک بازدارنده شعله فاز گازی که برای پس‌تاب مؤثر است (در حال حاضر به هدف رسیده است) اما برای کاهش دود احتراق کافی نیست.
• بورات رویتشکیل زغال را افزایش می‌دهد اما مقدار آن کم است (فقط ۲ phr)، و نمی‌تواند یک لایه زغال به اندازه کافی متراکم برای سرکوب دود تشکیل دهد.

1. الزام کلیدی:

• کاهش تراکم دود احتراق از طریقسرکوب دود تقویت‌شده با زغالیامکانیسم‌های رقیق‌سازی فاز گازی.

دوم. استراتژی‌های بهینه‌سازی

۱. نسبت‌های فرمولاسیون موجود را تنظیم کنید

• هیپوفسفیت آلومینیومافزایش به۱۸–۲۰ هر(افزایش بازدارندگی شعله فاز متراکم؛ نظارت بر انعطاف‌پذیری).
• ام سی ایافزایش به۶ تا ۸ وعده(عملکرد فاز گازی را تقویت می‌کند؛ مقادیر بیش از حد ممکن است باعث اختلال در فرآیند شود).
• بورات رویافزایش به۳-۴ وعده(تشکیل زغال را تقویت می‌کند).

فرمول‌بندی تعدیل‌شده‌ی مثال:

• هیپوفسفیت آلومینیوم: ۱۸ phr
• MCA: ۷ واحد
• بورات روی: ۴ واحد

۲. معرفی مهارکننده‌های دود با راندمان بالا

• ترکیبات مولیبدن(به عنوان مثال، مولیبدات روی یا مولیبدات آمونیوم):
• نقشتشکیل زغال را کاتالیز می‌کند و یک مانع متراکم برای جلوگیری از دود ایجاد می‌کند.
• مقدار مصرف: ۲-۳ phr (با بورات روی هم‌افزایی می‌کند).
• نانورس (مونت موریلونیت):
• نقشمانع فیزیکی برای کاهش انتشار گازهای قابل اشتعال.
• مقدار مصرف: ۳–۵ phr (سطح اصلاح‌شده برای پراکندگی).
• مواد ضد حریق بر پایه سیلیکون:
• نقش: کیفیت زغال و مهار دود را بهبود می‌بخشد.
• مقدار مصرف: ۱–۲ phr (از کاهش شفافیت جلوگیری می‌کند).

۳. بهینه‌سازی سیستم هم‌افزایی

• بورات روی۱ تا ۲ phr اضافه کنید تا با هیپوفسفیت آلومینیوم و بورات روی هم‌افزایی ایجاد شود.
• پلی فسفات آمونیوم (APP)برای افزایش عملکرد فاز گازی با MCA، ۱ تا ۲ phr اضافه کنید.

III. فرمولاسیون جامع پیشنهادی

نتایج مورد انتظار:

• چگالی دود احتراق: ≤200 (از طریق هم‌افزایی فاز گازی و کربن).
• چگالی دود پس‌تاب: ≤200 (MCA + بورات روی) را حفظ کنید.

IV. نکات کلیدی بهینه‌سازی فرآیند

1. دمای پردازشبرای جلوگیری از تجزیه زودرس مواد ضد حریق، دمای آن را بین ۱۸۰ تا ۲۰۰ درجه سانتیگراد حفظ کنید.
2. پراکندگی:

• برای توزیع یکنواخت نانورس/مولیبدات، از مخلوط کردن با سرعت بالا (≥2000 دور در دقیقه) استفاده کنید.
• برای بهبود سازگاری پرکننده، 0.5 تا 1 phr عامل اتصال سیلان (مثلاً KH550) اضافه کنید.

1. تشکیل فیلمبرای ریخته‌گری، سرعت خنک‌سازی را کاهش دهید تا تشکیل لایه زغال تسهیل شود.

مراحل اعتبارسنجی

1. آزمایش آزمایشگاهینمونه‌ها را طبق فرمولاسیون توصیه‌شده آماده کنید؛ آزمایش‌های احتراق عمودی UL94 و چگالی دود (ASTM E662) را انجام دهید.
2. تعادل عملکرد: تست استحکام کششی، ازدیاد طول و شفافیت.
3. بهینه‌سازی تکراریاگر چگالی دود همچنان بالا باقی ماند، مولیبدات یا نانورس را به صورت تدریجی تنظیم کنید (±1 phr).

ششم. هزینه و امکان‌سنجی

• تأثیر هزینهمولیبدات روی (حدود ۵۰ ین در هر کیلوگرم) + نانورس (حدود ۳۰ ین در هر کیلوگرم) در بارگذاری کمتر یا مساوی ۱۰٪، هزینه کل را کمتر از ۱۵٪ افزایش می‌دهند.
• مقیاس‌پذیری صنعتیسازگار با پردازش استاندارد TPU؛ بدون نیاز به تجهیزات تخصصی

هفتم. نتیجه‌گیری

توسطافزایش بورات روی + افزودن مولیبدات + نانورس، یک سیستم سه‌گانه (تشکیل زغال + رقیق‌سازی گاز + مانع فیزیکی) می‌تواند به چگالی دود احتراق هدف (≤200) دست یابد. آزمایش را در اولویت قرار دهیدمولیبدات + نانورسترکیب، سپس نسبت‌ها را برای تعادل هزینه-عملکرد به دقت تنظیم کنید.