Pengenalan Kepada Retardan Api Berasaskan Nitrogen untuk Nilon

Pengenalan Kepada Retardan Api Berasaskan Nitrogen untuk Nilon

Retardan api berasaskan nitrogen dicirikan oleh ketoksikan yang rendah, tidak menghakis, kestabilan terma dan UV, kecekapan kalis api yang baik, dan keberkesanan kos. Walau bagaimanapun, kelemahan mereka termasuk kesukaran pemprosesan dan penyebaran yang lemah dalam matriks polimer. Retardan api berasaskan nitrogen biasa untuk nilon termasuk MCA (melamin cyanurate), melamin dan MPP (melamin polifosfat).

Mekanisme kalis api melibatkan dua aspek:

1. Mekanisme Fizikal “Pemejalwapan dan Endotermik”: Kalis api mengurangkan suhu permukaan bahan polimer dan mengasingkannya daripada udara melalui pemejalwapan dan penyerapan haba.
2. Karbonisasi Bermangkin dan Mekanisme Intumescent dalam Fasa Pekat: Kalis api berinteraksi dengan nilon, menggalakkan pengkarbonan dan pengembangan langsung.

MCA mempamerkan dwi fungsi dalam proses kalis api, menggalakkan pengkarbonan dan berbuih. Mekanisme dan keberkesanan kalis api berbeza-beza bergantung pada jenis nilon. Kajian tentang MCA dan MPP dalam PA6 dan PA66 mendedahkan bahawa kalis api ini mendorong penyambungan silang dalam PA66 tetapi menggalakkan degradasi dalam PA6, menghasilkan prestasi kalis api yang lebih baik dalam PA66 berbanding PA6.

1. Melamine Cyanurate (MCA)

MCA disintesis daripada melamin dan asid sianurik dalam air, membentuk adduk terikat hidrogen. Ia adalah kalis api bebas halogen, ketoksikan rendah dan asap rendah yang biasa digunakan dalam polimer nilon. Walau bagaimanapun, MCA tradisional mempunyai takat lebur yang tinggi (penguraian dan pemejalwapan melebihi 400°C) dan hanya boleh diadun dengan resin dalam bentuk zarah pepejal, yang membawa kepada serakan yang tidak sekata dan saiz zarah yang besar, yang memberi kesan negatif terhadap kecekapan kalis api. Selain itu, MCA terutamanya berfungsi dalam fasa gas, menghasilkan pembentukan arang yang rendah dan lapisan karbon tidak pelindung yang longgar semasa pembakaran.

Untuk menangani isu ini, teknologi komposit molekul telah digunakan untuk mengubah suai MCA dengan memperkenalkan bahan tambahan kalis nyalaan (WEX) pelengkap, yang merendahkan takat lebur MCA, membolehkan pencairan bersama dan penyebaran ultra-halus dengan PA6. WEX juga meningkatkan pembentukan arang semasa pembakaran, meningkatkan kualiti lapisan karbon dan mengukuhkan kesan kalis api fasa pekat MCA, dengan itu menghasilkan bahan kalis api dengan prestasi cemerlang.

2. Intumescent Flame Retardant (IFR)

IFR ialah sistem kalis api bebas halogen yang ketara. Kelebihannya berbanding kalis api berhalogen termasuk pelepasan asap yang rendah dan pelepasan gas bukan toksik semasa pembakaran. Lebih-lebih lagi, lapisan arang yang dibentuk oleh IFR boleh menyerap polimer lebur, membakar, menghalang titisan dan penyebaran api.

Komponen utama IFR termasuk:

• Sumber gas (sebatian berasaskan melamin)
• Sumber asid (fosforus-nitrogen kalis api)
• Sumber karbon (nilon itu sendiri)
• Aditif sinergistik (cth, zink borat, aluminium hidroksida) dan agen anti menitis.

Apabila nisbah jisim kalis api fosforus-nitrogen kepada sebatian berasaskan melamin ialah:

• Di bawah 1%: Kesan kalis api tidak mencukupi.
• Melebihi 30%: Volatilisasi berlaku semasa pemprosesan.
• Antara 1%–30% (terutamanya 7%–20%): Prestasi kalis api yang optimum tanpa menjejaskan kebolehprosesan.

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