Retardan api berasaskan fosforus ialah sejenis kalis api yang berkecekapan tinggi, boleh dipercayai dan digunakan secara meluas yang telah mendapat perhatian penting daripada penyelidik. Pencapaian yang luar biasa telah dibuat dalam sintesis dan aplikasinya.
1. Penggunaan Tahan Api Berasaskan Fosforus dalam PP
Sifat fizikal polipropilena (PP) memainkan peranan penting dalam aplikasi industrinya. Walau bagaimanapun, indeks oksigen terhad (LOI)nya hanya sekitar 17.5%, menjadikannya sangat mudah terbakar dengan kadar pembakaran yang cepat. Nilai bahan PP dalam aplikasi industri dipengaruhi oleh kedua-dua kalis nyalaan dan sifat fizikalnya. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, mikroenkapsulasi dan pengubahsuaian permukaan telah menjadi trend utama dalam bahan PP kalis api.
Contoh 1: Ammonium polifosfat (APP) diubah suai dengan agen gandingan silane (KH-550) dan larutan etanol resin silikon digunakan pada bahan PP. Apabila pecahan jisim APP yang diubah suai mencapai 22%, LOI bahan meningkat kepada 30.5%, manakala sifat mekanikalnya juga memenuhi keperluan dan mengatasi bahan PP yang tahan api dengan APP yang tidak diubah suai.
Contoh 2: APP telah dikapsulkan dalam cangkerang yang terdiri daripada melamin (MEL), minyak silikon hidroksil dan resin formaldehid melalui pempolimeran in-situ. Mikrokapsul kemudiannya digabungkan dengan pentaerythritol dan digunakan pada bahan PP untuk kalis api. Bahan ini mempamerkan kalis api yang sangat baik, dengan LOI sebanyak 32% dan penarafan ujian pembakaran menegak UL94 V-0. Walaupun selepas rawatan rendaman air panas, komposit mengekalkan retardansi api dan sifat mekanikal yang baik.
Contoh 3: APP telah diubah suai dengan menyalutnya dengan aluminium hidroksida (ATH), dan APP yang diubah suai telah digabungkan dengan dipentaerythritol pada nisbah jisim 2.5:1 untuk digunakan dalam bahan PP. Apabila jumlah pecahan jisim kalis api ialah 25%, LOI mencapai 31.8%, penarafan kalis api mencapai V-0, dan kadar pelepasan haba puncak berkurangan dengan ketara.
2. Penggunaan Tahan Api Berasaskan Fosforus dalam PS
Polistirena (PS) sangat mudah terbakar dan terus terbakar selepas sumber pencucuhan dialihkan. Untuk menangani isu seperti pelepasan haba yang tinggi dan penyebaran nyalaan pantas, kalis api berasaskan fosforus bebas halogen memainkan peranan penting dalam kalis nyalaan PS. Kaedah kalis api biasa untuk PS termasuk salutan, impregnasi, memberus, dan kalis api peringkat pempolimeran.
Contoh 1: Pelekat kalis api yang mengandungi fosforus untuk PS boleh kembang telah disintesis melalui kaedah sol-gel menggunakan N-β-(aminoethyl)-γ-aminopropyltrimethoxysilane dan asid fosforik. Buih PS kalis api disediakan menggunakan kaedah salutan. Apabila suhu melebihi 700°C, buih PS yang dirawat dengan pelekat membentuk lapisan arang melebihi 49%.
Penyelidik di seluruh dunia telah memperkenalkan struktur kalis api yang mengandungi fosforus ke dalam sebatian vinil atau akrilik, yang kemudiannya dikopolimerkan dengan stirena untuk menghasilkan kopolimer stirena baru yang mengandungi fosforus. Kajian menunjukkan bahawa berbanding PS tulen, kopolimer stirena yang mengandungi fosforus mempamerkan LOI dan sisa arang yang dipertingkatkan dengan ketara, menunjukkan kestabilan terma yang unggul dan kalis nyalaan.
Contoh 2: Makromonomer hibrid oligomer fosfat oligomerik (VOPP) yang ditamatkan vinil telah dicantumkan pada rantai utama PS melalui kopolimerisasi cantuman. Kopolimer cantuman mempamerkan retardansi nyalaan melalui mekanisme fasa pepejal. Apabila kandungan VOPP meningkat, LOI meningkat, kadar pelepasan haba puncak dan jumlah pelepasan haba berkurangan, dan titisan cair hilang, menunjukkan kesan kalis api yang ketara.
Selain itu, kalis api berasaskan fosforus bukan organik boleh dikaitkan secara kimia dengan grafit atau kalis api berasaskan nitrogen untuk digunakan dalam kalis api PS. Kaedah salutan atau memberus juga boleh digunakan untuk menggunakan kalis api berasaskan fosforus pada PS, meningkatkan LOI bahan dan sisa arang dengan ketara.
3. Penggunaan Tahan Api Berasaskan Fosforus dalam PA
Poliamida (PA) sangat mudah terbakar dan menghasilkan asap yang besar semasa pembakaran. Memandangkan PA digunakan secara meluas dalam komponen dan peralatan elektronik, risiko bahaya kebakaran amat teruk. Disebabkan oleh struktur amida dalam rantai utamanya, PA boleh menjadi terencat api menggunakan pelbagai kaedah, dengan kedua-dua kalis api aditif dan reaktif terbukti sangat berkesan. Antara PA kalis api, garam alkil fosfinat adalah yang paling banyak digunakan.
Contoh 1: Aluminium isobutylphosphinate (A-MBPa) telah ditambahkan pada matriks PA6 untuk menyediakan bahan komposit. Semasa ujian kalis api, A-MBPa terurai sebelum PA6, membentuk lapisan arang yang padat dan stabil yang melindungi PA6. Bahan tersebut mencapai LOI sebanyak 26.4% dan penarafan kalis api V-0.
Contoh 2: Semasa pempolimeran heksamethylenediamine dan asid adipik, 3% berat kalis api bis(2-carboxyethyl)methylphosphine oxide (CEMPO) telah ditambah untuk menghasilkan PA66 kalis api. Kajian menunjukkan bahawa PA66 kalis api mempamerkan kalis api yang unggul berbanding PA66 konvensional, dengan LOI yang jauh lebih tinggi. Analisis lapisan arang mendedahkan bahawa permukaan arang padat PA66 kalis api mengandungi liang pelbagai saiz, yang membantu mengasingkan pemindahan haba dan gas, menunjukkan prestasi kalis api yang ketara.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Masa siaran: Ogos-15-2025
