การประยุกต์ใช้สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบใน PP

สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบหลัก เป็นสารหน่วงไฟที่มีประสิทธิภาพสูง เชื่อถือได้ และใช้กันอย่างแพร่หลาย ซึ่งได้รับความสนใจอย่างมากจากนักวิจัย มีความสำเร็จที่น่าทึ่งเกิดขึ้นในการสังเคราะห์และการประยุกต์ใช้สารประเภทนี้

1. การประยุกต์ใช้สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบใน PP

คุณสมบัติทางกายภาพของโพลีโพรพีลีน (PP) มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการใช้งานทางอุตสาหกรรม อย่างไรก็ตาม ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) ของมันอยู่ที่ประมาณ 17.5% เท่านั้น ทำให้มันติดไฟได้ง่ายและลุกไหม้อย่างรวดเร็ว คุณค่าของวัสดุ PP ในการใช้งานทางอุตสาหกรรมได้รับอิทธิพลจากทั้งคุณสมบัติการหน่วงไฟและคุณสมบัติทางกายภาพ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การห่อหุ้มด้วยไมโครแคปซูลและการปรับเปลี่ยนพื้นผิวได้กลายเป็นแนวโน้มหลักในวัสดุ PP ที่หน่วงไฟ

ตัวอย่างที่ 1: แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต (APP) ที่ได้รับการดัดแปลงด้วยสารเชื่อมประสานซิเลน (KH-550) และสารละลายเอทานอลของเรซินซิลิโคน ถูกนำไปใช้กับวัสดุ PP เมื่อสัดส่วนมวลของ APP ที่ได้รับการดัดแปลงถึง 22% ค่า LOI ของวัสดุเพิ่มขึ้นเป็น 30.5% ในขณะที่คุณสมบัติเชิงกลก็เป็นไปตามข้อกำหนดและมีประสิทธิภาพเหนือกว่าวัสดุ PP ที่หน่วงไฟด้วย APP ที่ไม่ได้รับการดัดแปลง

ตัวอย่างที่ 2: APP ถูกห่อหุ้มด้วยเปลือกที่ประกอบด้วยเมลามีน (MEL) น้ำมันซิลิโคนไฮดรอกซิล และเรซินฟอร์มาลดีไฮด์ ผ่านกระบวนการพอลิเมอไรเซชันในแหล่งกำเนิด จากนั้นไมโครแคปซูลถูกรวมเข้ากับเพนตาเอริทริทอลและนำไปใช้กับวัสดุ PP เพื่อเพิ่มคุณสมบัติหน่วงไฟ วัสดุดังกล่าวแสดงคุณสมบัติหน่วงไฟได้ดีเยี่ยม โดยมีค่า LOI 32% และได้คะแนนการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งตามมาตรฐาน UL94 V-0 แม้หลังจากการแช่ในน้ำร้อน วัสดุคอมโพสิตยังคงรักษาคุณสมบัติหน่วงไฟและคุณสมบัติทางกลที่ดีไว้ได้

ตัวอย่างที่ 3: APP ถูกดัดแปลงโดยการเคลือบด้วยอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) และ APP ที่ดัดแปลงแล้วถูกนำมาผสมกับไดเพนตาเอริทริทอลในอัตราส่วนมวล 2.5:1 เพื่อใช้ในวัสดุ PP เมื่อสัดส่วนมวลรวมของสารหน่วงไฟอยู่ที่ 25% ค่า LOI จะอยู่ที่ 31.8% ระดับการหน่วงไฟจะถึงระดับ V-0 และอัตราการปล่อยความร้อนสูงสุดลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

2. การประยุกต์ใช้สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบใน PS

โพลีสไตรีน (PS) ติดไฟง่ายมากและยังคงลุกไหม้ต่อไปแม้หลังจากเอาแหล่งกำเนิดประกายไฟออกไปแล้ว เพื่อแก้ไขปัญหาต่างๆ เช่น การปล่อยความร้อนสูงและการลุกลามของเปลวไฟอย่างรวดเร็ว สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนและมีส่วนประกอบของฟอสฟอรัสจึงมีบทบาทสำคัญในการหน่วงไฟโพลีสไตรีน วิธีการหน่วงไฟที่ใช้กันทั่วไปสำหรับโพลีสไตรีน ได้แก่ การเคลือบ การแทรกซึม การทาด้วยแปรง และการหน่วงไฟในขั้นตอนการพอลิเมอไรเซชัน

ตัวอย่างที่ 1: กาวหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นส่วนประกอบสำหรับโฟม PS ที่ขยายตัวได้ถูกสังเคราะห์ขึ้นโดยใช้วิธีโซล-เจล โดยใช้ N-β-(อะมิโนเอทิล)-γ-อะมิโนโพรพิลไตรเมทอกซีไซเลนและกรดฟอสฟอริก โฟม PS หน่วงไฟถูกเตรียมขึ้นโดยใช้วิธีการเคลือบ เมื่ออุณหภูมิสูงกว่า 700°C โฟม PS ที่ผ่านการบำบัดด้วยกาวจะเกิดชั้นถ่านขึ้นมากกว่า 49%

นักวิจัยทั่วโลกได้นำโครงสร้างสารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบมาผสมในสารประกอบไวนิลหรืออะคริลิก จากนั้นจึงนำไปทำปฏิกิริยาโคพอลิเมอไรเซชันกับสไตรีนเพื่อผลิตโคพอลิเมอร์สไตรีนที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบชนิดใหม่ การศึกษาแสดงให้เห็นว่า เมื่อเปรียบเทียบกับ PS บริสุทธิ์ โคพอลิเมอร์สไตรีนที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบมีค่า LOI และปริมาณคาร์บอนตกค้างที่ดีขึ้นอย่างเห็นได้ชัด ซึ่งบ่งชี้ถึงเสถียรภาพทางความร้อนและคุณสมบัติหน่วงไฟที่เหนือกว่า

ตัวอย่างที่ 2: แมคโครโมโนเมอร์ไฮบริดฟอสเฟตโอลิโกเมอริกที่ปลายไวนิล (VOPP) ถูกเชื่อมต่อเข้ากับสายโซ่หลักของ PS ผ่านกระบวนการโคพอลิเมอไรเซชันแบบกราฟต์ โคพอลิเมอร์แบบกราฟต์นี้แสดงคุณสมบัติหน่วงไฟผ่านกลไกในเฟสของแข็ง เมื่อปริมาณ VOPP เพิ่มขึ้น ค่า LOI ก็สูงขึ้น อัตราการปล่อยความร้อนสูงสุดและปริมาณความร้อนทั้งหมดลดลง และการหยดของสารหลอมเหลวก็หายไป แสดงให้เห็นถึงผลการหน่วงไฟที่สำคัญ

นอกจากนี้ สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบหลักสามารถเชื่อมต่อทางเคมีกับกราไฟต์หรือสารหน่วงไฟที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบหลักเพื่อใช้ในการหน่วงไฟของ PS ได้เช่นกัน วิธีการเคลือบหรือการทาด้วยแปรงก็สามารถนำมาใช้ในการเคลือบสารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบหลักลงบน PS ซึ่งจะช่วยปรับปรุงค่า LOI และปริมาณคาร์บอนตกค้างของวัสดุได้อย่างมาก

3. การประยุกต์ใช้สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัสเป็นองค์ประกอบใน PA

โพลีอะไมด์ (PA) เป็นวัสดุไวไฟสูงและก่อให้เกิดควันจำนวนมากระหว่างการเผาไหม้ เนื่องจาก PA ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในชิ้นส่วนและอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ความเสี่ยงต่ออันตรายจากไฟไหม้จึงรุนแรงเป็นพิเศษ ด้วยโครงสร้างอะไมด์ในสายโซ่หลัก PA จึงสามารถลดความหน่วงไฟได้ด้วยวิธีการต่างๆ ทั้งสารหน่วงไฟแบบเติมและแบบปฏิกิริยา ซึ่งล้วนมีประสิทธิภาพสูง ในบรรดา PA ที่มีคุณสมบัติหน่วงไฟ เกลืออัลคิลฟอสฟิเนตเป็นสารที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด

ตัวอย่างที่ 1: มีการเติมอะลูมิเนียมไอโซบิวทิลฟอสฟิเนต (A-MBPa) ลงในเมทริกซ์ PA6 เพื่อเตรียมวัสดุคอมโพสิต ในระหว่างการทดสอบความหน่วงไฟ A-MBPa สลายตัวก่อน PA6 ทำให้เกิดชั้นถ่านที่หนาแน่นและเสถียรซึ่งช่วยปกป้อง PA6 วัสดุดังกล่าวมีค่า LOI เท่ากับ 26.4% และมีระดับความหน่วงไฟ V-0

ตัวอย่างที่ 2: ในระหว่างการพอลิเมอไรเซชันของเฮกซาเมทิลีนไดอะมีนและกรดอะดิปิก ได้มีการเติมสารหน่วงไฟบิส(2-คาร์บอกซีเอทิล)เมทิลฟอสฟีนออกไซด์ (CEMPO) ในปริมาณ 3% โดยน้ำหนัก เพื่อผลิต PA66 ที่ทนไฟ การศึกษาแสดงให้เห็นว่า PA66 ที่ทนไฟมีคุณสมบัติในการหน่วงไฟที่ดีกว่า PA66 ทั่วไป โดยมีค่า LOI สูงกว่าอย่างมีนัยสำคัญ การวิเคราะห์ชั้นถ่านเผยให้เห็นว่าพื้นผิวถ่านที่หนาแน่นของ PA66 ที่ทนไฟนั้นมีรูพรุนขนาดต่างๆ กัน ซึ่งช่วยในการแยกการถ่ายเทความร้อนและก๊าซ แสดงให้เห็นถึงประสิทธิภาพในการหน่วงไฟที่โดดเด่น

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com