Usporivači gorenja na bazi fosfora su vrsta visoko efikasnih, pouzdanih i široko korištenih usporivača gorenja koji su privukli značajnu pažnju istraživača. U njihovoj sintezi i primjeni postignuti su značajni uspjesi.
1. Primjena usporivača gorenja na bazi fosfora u PP
Fizička svojstva polipropilena (PP) igraju ključnu ulogu u njegovoj industrijskoj primjeni. Međutim, njegov ograničeni indeks kisika (LOI) je samo oko 17,5%, što ga čini lako zapaljivim s velikom brzinom gorenja. Vrijednost PP materijala u industrijskim primjenama ovisi o njihovoj otpornosti na plamen i fizičkim svojstvima. Posljednjih godina, mikrokapsulacija i modifikacija površine postali su primarni trendovi u PP materijalima koji usporavaju plamen.
Primjer 1: Amonijum polifosfat (APP) modificiran silanskim sredstvom za spajanje (KH-550) i otopinom etanola od silikonske smole nanesen je na PP materijale. Kada je maseni udio modificiranog APP-a dostigao 22%, LOI materijala se povećao na 30,5%, dok su njegova mehanička svojstva također ispunila zahtjeve i nadmašila PP materijale otporne na plamen s nemodificiranim APP-om.
Primjer 2: APP je inkapsuliran u ljusku sastavljenu od melamina (MEL), hidroksil silikonskog ulja i formaldehidne smole putem in-situ polimerizacije. Mikrokapsule su zatim kombinovane sa pentaeritritolom i nanesene na PP materijale radi usporavanja plamena. Materijal je pokazao odlično usporavanje plamena, sa LOI od 32% i ocjenom vertikalnog testa gorenja UL94 V-0. Čak i nakon tretmana uranjanjem u vruću vodu, kompozit je zadržao dobru otpornost na plamen i mehanička svojstva.
Primjer 3: APP je modificiran premazivanjem aluminijum hidroksidom (ATH), a modificirani APP je kombinovan sa dipentaeritritolom u masenom omjeru od 2,5:1 za upotrebu u PP materijalima. Kada je ukupni maseni udio usporivača plamena bio 25%, LOI je dostigao 31,8%, ocjena usporavanja plamena je dostigla V-0, a vršna brzina oslobađanja toplote je značajno smanjena.
2. Primjena usporivača gorenja na bazi fosfora u PS-u
Polistiren (PS) je lako zapaljiv i nastavlja gorjeti nakon uklanjanja izvora paljenja. Kako bi se riješili problemi poput visokog oslobađanja topline i brzog širenja plamena, usporivači gorenja na bazi fosfora bez halogena igraju ključnu ulogu u usporavanju gorenja PS-a. Uobičajene metode usporavanja gorenja za PS uključuju premazivanje, impregnaciju, četkanje i usporavanje gorenja u fazi polimerizacije.
Primjer 1: Ljepilo za usporavanje gorenja koje sadrži fosfor za ekspandirajući PS sintetizirano je sol-gel metodom korištenjem N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoksisilana i fosforne kiseline. PS pjena za usporavanje gorenja pripremljena je metodom premazivanja. Kada je temperatura prešla 700°C, PS pjena tretirana ljepilom formirala je sloj ugljena veći od 49%.
Istraživači širom svijeta uveli su strukture usporivača gorenja koje sadrže fosfor u vinilne ili akrilne spojeve, koji se zatim kopolimeriziraju sa stirenom kako bi se dobili novi kopolimeri stirena koji sadrže fosfor. Studije pokazuju da, u poređenju sa čistim PS, kopolimeri stirena koji sadrže fosfor pokazuju značajno poboljšani LOI i ostatak ugljenika, što ukazuje na superiorniju termičku stabilnost i usporavanje gorenja.
Primjer 2: Vinil-terminirani oligomerni fosfatni hibridni makromonomer (VOPP) je kalemljen na glavni lanac PS putem kalemljene kopolimerizacije. Kalemljeni kopolimer je pokazao usporavanje plamena putem mehanizma čvrste faze. Kako se sadržaj VOPP-a povećavao, LOI se povećavao, vršna brzina oslobađanja topline i ukupno oslobađanje topline su se smanjivali, a kapanje taline je nestajalo, što pokazuje značajne efekte usporavanja plamena.
Osim toga, neorganski usporivači gorenja na bazi fosfora mogu se hemijski povezati sa usporivačima gorenja na bazi grafita ili azota za upotrebu u usporavanju gorenja PS-a. Metode premazivanja ili četkanja također se mogu koristiti za nanošenje usporivača gorenja na bazi fosfora na PS, značajno poboljšavajući LOI materijala i ostatke ugljena.
3. Primjena usporivača gorenja na bazi fosfora u PA
Poliamid (PA) je lako zapaljiv i proizvodi znatne količine dima tokom sagorijevanja. Budući da se PA široko koristi u elektronskim komponentama i opremi, rizik od požara je posebno ozbiljan. Zbog amidne strukture u svom glavnom lancu, PA se može usporiti plamen korištenjem različitih metoda, pri čemu se i aditivni i reaktivni usporivači plamena pokazuju vrlo učinkovitima. Među PA-ima koji usporavaju plamen, alkil fosfinatne soli su najčešće korištene.
Primjer 1: Aluminijum izobutilfosfinat (A-MBPa) je dodan u PA6 matricu radi pripreme kompozitnog materijala. Tokom ispitivanja usporavanja plamena, A-MBPa se razložio prije PA6, formirajući gusti i stabilni sloj ugljena koji je štitio PA6. Materijal je postigao LOI od 26,4% i ocjenu usporavanja plamena V-0.
Primjer 2: Tokom polimerizacije heksametilendiamina i adipinske kiseline, dodano je 3 težinska % usporivača gorenja bis(2-karboksietil)metilfosfin oksida (CEMPO) kako bi se dobio usporivač gorenja PA66. Studije su pokazale da usporivač gorenja PA66 pokazuje superiorniju usporivač gorenja u poređenju sa konvencionalnim PA66, sa značajno višim LOI (lokalnom vrijednošću). Analiza sloja ugljena otkrila je da gusta površina ugljena usporivača gorenja PA66 sadrži pore različitih veličina, što je pomoglo u izolaciji prijenosa topline i plina, demonstrirajući značajne performanse usporavanja gorenja.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Vrijeme objave: 15. avg. 2025.
