Penyelesaian Sistematik untuk Mengurangkan Ketumpatan Asap Filem TPU

Penyelesaian Sistematik untuk Mengurangkan Ketumpatan Asap Filem TPU (Semasa: 280; Sasaran: <200)
(Formulasi semasa: Aluminium hypophosphite 15 phr, MCA 5 phr, Zink borat 2 phr)

I. Analisis Isu Teras

1. Had Formulasi Semasa:

• Aluminium hypophosphite: Terutamanya menyekat penyebaran nyalaan tetapi mempunyai penindasan asap yang terhad.
• MCA: Kalis api fasa gas yang berkesan untuk cahaya matahari (sudah mencapai sasaran) tetapi tidak mencukupi untuk pengurangan asap pembakaran.
• Zink borat: Menggalakkan pembentukan arang tetapi kurang dos (hanya 2 jam), gagal membentuk lapisan arang yang cukup padat untuk menyekat asap.

1. Keperluan Utama:

• Kurangkan ketumpatan asap pembakaran melaluipenindasan asap yang dipertingkatkan arangataumekanisme pencairan fasa gas.

II. Strategi Pengoptimuman

1. Laraskan Nisbah Formulasi Sedia Ada

• Aluminium hypophosphite: Meningkatkan kepada18–20 ph(meningkatkan retardansi nyalaan fasa pekat; fleksibiliti memantau).
• MCA: Meningkatkan kepada6–8 phr(meningkatkan tindakan fasa gas; jumlah yang berlebihan boleh merendahkan pemprosesan).
• Zink borat: Meningkatkan kepada3–4 phr(menguatkan pembentukan arang).

Contoh Rumusan Terlaras:

• Aluminium hypophosphite: 18 phr
• MCA: 7 phr
• Zink borat: 4 phr

2. Memperkenalkan Penahan Asap Berkecekapan Tinggi

• Sebatian molibdenum(cth, zink molibdat atau ammonium molibdat):
• Peranan: Memangkin pembentukan arang, mewujudkan penghalang padat untuk menyekat asap.
• Dos: 2–3 phr (bersinergi dengan zink borat).
• Nanoclay (montmorilonit):
• Peranan: Penghalang fizikal untuk mengurangkan pelepasan gas mudah terbakar.
• Dos: 3–5 phr (diubah suai permukaan untuk penyebaran).
• Retardan api berasaskan silikon:
• Peranan: Meningkatkan kualiti char dan penindasan asap.
• Dos: 1–2 phr (mengelakkan kehilangan ketelusan).

3. Pengoptimuman Sistem Sinergis

• Zink borat: Tambah 1–2 jam untuk bersinergi dengan aluminium hipofosfit dan zink borat.
• Ammonium polifosfat (APP): Tambah 1–2 jam untuk meningkatkan tindakan fasa gas dengan MCA.

III. Formulasi Komprehensif yang Disyorkan

Hasil Jangkaan:

• Ketumpatan asap pembakaran: ≤200 (melalui char + sinergi fasa gas).
• Ketumpatan asap bercahaya: Kekalkan ≤200 (MCA + zink borat).

IV. Nota Pengoptimuman Proses Utama

1. Suhu Pemprosesan: Kekalkan 180–200°C untuk mengelakkan penguraian kalis api pramatang.
2. Penyerakan:

• Gunakan pencampuran berkelajuan tinggi (≥2000 rpm) untuk pengedaran nanoclay/molibdate yang seragam.
• Tambah ejen gandingan silane 0.5–1 phr (cth, KH550) untuk meningkatkan keserasian pengisi.

1. Pembentukan Filem: Untuk penuangan, kurangkan kadar penyejukan untuk memudahkan pembentukan lapisan arang.

V. Langkah Pengesahan

1. Ujian Makmal: Sediakan sampel setiap formulasi yang disyorkan; menjalankan ujian pembakaran menegak dan ketumpatan asap UL94 (ASTM E662).
2. Imbangan Prestasi: Uji kekuatan tegangan, pemanjangan dan ketelusan.
3. Pengoptimuman berulang: Jika ketumpatan asap kekal tinggi, laraskan secara berperingkat molibdat atau tanah liat (±1 phr).

VI. Kos & Kebolehlaksanaan

• Kesan Kos: Zink molibdat (~¥50/kg) + nanoclay (~¥30/kg) meningkatkan jumlah kos sebanyak <15% pada ≤10% pemuatan.
• Kebolehskalaan Perindustrian: Serasi dengan pemprosesan TPU standard; tiada peralatan khusus diperlukan.

VII. Kesimpulan

Olehmeningkatkan zink borat + menambah molibdat + nanoclay, sistem tiga tindakan (pembentukan arang + pencairan gas + halangan fizikal) boleh mencapai ketumpatan asap pembakaran sasaran (≤200). Utamakan mengujimolibdat + nanoclaygabungan, kemudian memperhalusi nisbah untuk keseimbangan prestasi kos.