Zaviralci gorenja na osnovi fosforja so vrsta visoko učinkovitih, zanesljivih in široko uporabljenih zaviralcev gorenja, ki so pritegnili veliko pozornosti raziskovalcev. Pri njihovi sintezi in uporabi so bili doseženi izjemni dosežki.
1. Uporaba zaviralcev gorenja na osnovi fosforja v PP
Fizikalne lastnosti polipropilena (PP) igrajo ključno vlogo v njegovi industrijski uporabi. Vendar pa je njegov omejeni kisikov indeks (LOI) le okoli 17,5 %, zaradi česar je zelo vnetljiv in hitro goreč. Na vrednost PP materialov v industrijski uporabi vplivajo tako njihova zaviralnost gorenja kot tudi fizikalne lastnosti. V zadnjih letih sta mikrokapsulacija in modifikacija površine postala glavna trenda pri negorljivih PP materialih.
Primer 1: Na PP materiale je bil nanesen amonijev polifosfat (APP), modificiran s silanskim vezivom (KH-550) in raztopino silikonske smole v etanolu. Ko je masni delež modificiranega APP dosegel 22 %, se je LOI materiala povečal na 30,5 %, njegove mehanske lastnosti pa so prav tako izpolnjevale zahteve in prekašale PP materiale, negorljive z nemodificiranim APP.
Primer 2: APP je bil s polimerizacijo in situ enkapsuliran v lupino, sestavljeno iz melamina (MEL), hidroksil silikonskega olja in formaldehidne smole. Mikrokapsule so bile nato združene s pentaeritritolom in nanesene na PP materiale za zaviranje gorenja. Material je pokazal odlično zaviranje gorenja z LOI 32 % in oceno navpičnega testa gorenja UL94 V-0. Tudi po obdelavi s potapljanjem v vročo vodo je kompozit ohranil dobro zaviranje gorenja in mehanske lastnosti.
Primer 3: APP je bil modificiran s premazom z aluminijevim hidroksidom (ATH), modificiran APP pa je bil kombiniran z dipentaeritritolom v masnem razmerju 2,5:1 za uporabo v PP materialih. Ko je bil skupni masni delež zaviralca gorenja 25 %, je LOI dosegel 31,8 %, stopnja zaviranja gorenja je dosegla V-0, najvišja hitrost sproščanja toplote pa se je znatno zmanjšala.
2. Uporaba zaviralcev gorenja na osnovi fosforja v PS
Polistiren (PS) je zelo vnetljiv in gori še naprej po odstranitvi vira vžiga. Za reševanje težav, kot sta veliko sproščanje toplote in hitro širjenje plamena, imajo ključno vlogo pri zaviranju gorenja PS zaviralci gorenja na osnovi fosforja brez halogenov. Med običajne metode zaviranja gorenja za PS spadajo premazovanje, impregnacija, nanašanje s čopičem in zaviranje gorenja v fazi polimerizacije.
Primer 1: Lepilo, ki vsebuje fosfor in je odporno proti gorenju, za ekspandirajoči PS je bilo sintetizirano s sol-gel metodo z uporabo N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoksisilana in fosforne kisline. Pena, ki zavira gorenje PS, je bila pripravljena z metodo nanašanja premaza. Ko je temperatura presegla 700 °C, je pena PS, obdelana z lepilom, tvorila plast oglja, ki je presegla 49 %.
Raziskovalci po vsem svetu so v vinilne ali akrilne spojine vpeljali strukture, ki zavirajo gorenje in vsebujejo fosfor, nato pa jih kopolimerizirajo s stirenom, da nastanejo novi kopolimeri stirena, ki vsebujejo fosfor. Študije kažejo, da imajo kopolimeri stirena, ki vsebujejo fosfor, v primerjavi s čistim PS bistveno izboljšan LOI in ostanke oglja, kar kaže na boljšo toplotno stabilnost in zaviranje gorenja.
Primer 2: Vinilno terminiran oligomerni fosfatni hibridni makromonomer (VOPP) je bil cepljen na glavno verigo PS s cepljeno kopolimerizacijo. Cepljeni kopolimer je pokazal zaviranje gorenja prek mehanizma trdne faze. Z naraščanjem vsebnosti VOPP se je povečal LOI, zmanjšala se je največja hitrost sproščanja toplote in skupno sproščanje toplote, kapljanje taline pa je izginilo, kar kaže na pomembne učinke zaviranja gorenja.
Poleg tega se lahko anorganski zaviralci gorenja na osnovi fosforja kemično vežejo z zaviralci gorenja na osnovi grafita ali dušika za uporabo pri zaviranju gorenja PS. Za nanašanje zaviralcev gorenja na osnovi fosforja na PS se lahko uporabijo tudi metode premazovanja ali čopiča, kar znatno izboljša LOI materiala in ostanke oglja.
3. Uporaba zaviralcev gorenja na osnovi fosforja v PA
Poliamid (PA) je zelo vnetljiv in med gorenjem proizvaja veliko dima. Ker se PA pogosto uporablja v elektronskih komponentah in opremi, je tveganje za požar še posebej veliko. Zaradi amidne strukture v glavni verigi je PA mogoče negorljivo obdelati z različnimi metodami, pri čemer se za zelo učinkovite izkažejo tako aditivni kot reaktivni zaviralci gorenja. Med negorljivimi PA se najpogosteje uporabljajo alkil fosfinatne soli.
Primer 1: Aluminijev izobutilfosfinat (A-MBPa) je bil dodan matriksu PA6 za pripravo kompozitnega materiala. Med testiranjem zaviranja gorenja se je A-MBPa razgradil pred PA6, pri čemer je nastala gosta in stabilna plast oglja, ki je zaščitila PA6. Material je dosegel LOI 26,4 % in stopnjo zaviranja gorenja V-0.
Primer 2: Med polimerizacijo heksametilendiamina in adipinske kisline je bilo dodanih 3 mas. % zaviralca gorenja bis(2-karboksietil)metilfosfin oksida (CEMPO), da se je dobil zaviralec gorenja PA66. Študije so pokazale, da ima zaviralec gorenja PA66 boljšo zaviralnost gorenja v primerjavi s konvencionalnim PA66, z bistveno višjim LOI. Analiza ogljene plasti je pokazala, da gosta ogljena površina zaviralca gorenja PA66 vsebuje pore različnih velikosti, kar pomaga izolirati prenos toplote in plina, kar kaže na znatno učinkovitost zaviralca gorenja.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Čas objave: 15. avg. 2025
