Pengenalan kepada Bahan Tahan Api Berasaskan Nitrogen untuk Nilon

Pengenalan kepada Bahan Tahan Api Berasaskan Nitrogen untuk Nilon

Bahan kalis api berasaskan nitrogen dicirikan oleh ketoksikan yang rendah, tidak menghakis, kestabilan haba dan UV, kecekapan kalis api yang baik, dan keberkesanan kos. Walau bagaimanapun, kelemahannya termasuk kesukaran pemprosesan dan penyebaran yang lemah dalam matriks polimer. Bahan kalis api berasaskan nitrogen yang biasa untuk nilon termasuk MCA (melamin sianurat), 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. Pengkarbonan Bermangkin dan Mekanisme Intumesen dalam Fasa Terkondensasi: Kalis api berinteraksi dengan nilon, menggalakkan pengkarbonan dan pengembangan langsung.

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

1. Melamin Sianurat (MCA)

MCA disintesis daripada melamin dan asid sianurik dalam air, membentuk bahan tambah terikat hidrogen. Ia merupakan kalis api bebas halogen, rendah ketoksikan dan rendah asap yang sangat baik yang biasa digunakan dalam polimer nilon. Walau bagaimanapun, MCA tradisional mempunyai takat lebur yang tinggi (mereput dan menyejukkan melebihi 400°C) dan hanya boleh dicampur dengan resin dalam bentuk zarah pepejal, yang membawa kepada penyebaran yang tidak sekata dan saiz zarah yang besar, yang memberi kesan negatif kepada kecekapan kalis api. Selain itu, MCA berfungsi terutamanya dalam fasa gas, menghasilkan pembentukan arang yang rendah dan lapisan karbon yang longgar dan tidak melindungi semasa pembakaran.

Bagi menangani isu-isu ini, teknologi komposit molekul telah digunakan untuk mengubah suai MCA dengan memperkenalkan bahan tambahan kalis api (WEX) pelengkap, yang menurunkan takat lebur MCA, membolehkan peleburan 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, sekali gus 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 pembebasan gas bukan toksik semasa pembakaran. Tambahan pula, lapisan arang yang dibentuk oleh IFR boleh menyerap polimer cair yang terbakar, menghalang titisan dan penyebaran api.

Komponen utama IFR termasuk:

• Sumber gas (sebatian berasaskan melamin)
• Sumber asid (perencat api fosforus-nitrogen)
• Sumber karbon (nilon itu sendiri)
• Bahan tambahan sinergi (contohnya, zink borat, aluminium hidroksida) dan agen anti-titisan.

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

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

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