Penggunaan Bahan Tahan Api Berasaskan Fosforus dalam PP

Peredam api berasaskan fosforus adalah sejenis peredam api yang cekap tinggi, andal dan digunakan secara meluas yang telah mendapat perhatian yang ketara daripada para penyelidik. Pencapaian yang luar biasa telah dicapai dalam sintesis dan aplikasinya.

1. Penggunaan Bahan Tahan Api Berasaskan Fosforus dalam PP

Sifat fizikal polipropilena (PP) memainkan peranan penting dalam aplikasi perindustriannya. Walau bagaimanapun, indeks oksigen (LOI) yang terhad hanya sekitar 17.5%, menjadikannya sangat mudah terbakar dengan kadar pembakaran yang cepat. Nilai bahan PP dalam aplikasi perindustrian dipengaruhi oleh kedua-dua kalis api 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) yang diubah suai dengan agen gandingan silana (KH-550) dan larutan resin silikon etanol telah digunakan pada bahan PP. Apabila pecahan jisim APP yang diubah suai mencapai 22%, LOI bahan tersebut 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 dikapsulkan dalam cangkerang yang terdiri daripada melamin (MEL), minyak hidroksil silikon dan resin formaldehid melalui pempolimeran in-situ. Mikrokapsul kemudiannya digabungkan dengan pentaerythritol dan disapu pada bahan PP untuk kalis api. Bahan tersebut 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 tersebut mengekalkan kalis api dan sifat mekanikal yang baik.

Contoh 3: APP diubah suai dengan menyalutnya dengan aluminium hidroksida (ATH), dan APP yang diubah suai 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 pembebasan haba puncak berkurangan dengan ketara.

2. Penggunaan Bahan Tahan Api Berasaskan Fosforus dalam PS

Polistirena (PS) sangat mudah terbakar dan terus terbakar selepas sumber pencucuhan ditanggalkan. Untuk menangani isu seperti pembebasan haba yang tinggi dan penyebaran api yang cepat, bahan kalis api berasaskan fosforus bebas halogen memainkan peranan penting dalam kalis api PS. Kaedah kalis api biasa untuk PS termasuk salutan, penghamilan, 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-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoksisilana dan asid fosforik. Buih PS kalis api telah 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 yang mengandungi fosforus baharu. Kajian menunjukkan bahawa berbanding dengan PS tulen, kopolimer stirena yang mengandungi fosforus mempamerkan LOI dan sisa arang yang dipertingkatkan dengan ketara, menunjukkan kestabilan haba dan kalis api yang unggul.

Contoh 2: Makromonomer hibrid fosfat oligomerik (VOPP) yang ditamatkan vinil telah dicantumkan pada rantai utama PS melalui kopolimerisasi cantuman. Kopolimer cantuman mempamerkan kalis api melalui mekanisme fasa pepejal. Apabila kandungan VOPP meningkat, LOI meningkat, kadar pelepasan haba puncak dan jumlah pelepasan haba menurun, dan titisan cair hilang, menunjukkan kesan kalis api yang ketara.

Selain itu, bahan kalis api berasaskan fosforus bukan organik boleh dikaitkan secara kimia dengan bahan kalis api berasaskan grafit atau nitrogen untuk digunakan dalam kalis api PS. Kaedah salutan atau memberus juga boleh digunakan untuk menggunakan bahan kalis api berasaskan fosforus pada PS, sekali gus meningkatkan LOI dan sisa arang bahan dengan ketara.

3. Penggunaan Bahan Perencat Api Berasaskan Fosforus di PA

Poliamida (PA) sangat mudah terbakar dan menghasilkan asap yang banyak semasa pembakaran. Memandangkan PA digunakan secara meluas dalam komponen dan peralatan elektronik, risiko bahaya kebakaran amat tinggi. Disebabkan oleh struktur amida dalam rantai utamanya, PA boleh dihalang daripada api menggunakan pelbagai kaedah, dengan kedua-dua bahan tambahan dan bahan reaktif yang terbukti sangat berkesan. Antara PA yang kalis api, garam alkil fosfat adalah yang paling banyak digunakan.

Contoh 1: Aluminium isobutilfosfinat (A-MBPa) telah ditambah kepada 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 heksametilendiamina dan asid adipik, 3% berat bis(2-karboksietil)metilfosfina oksida kalis api (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 dengan pelbagai saiz, yang membantu mengasingkan pemindahan haba dan gas, menunjukkan prestasi kalis api yang ketara.

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