Jakie są różne typy złożonych opóźniaczy płomienia?

Złożone opóźnienia płomieni są niezBędną częścią nowoczesnej nauki mateRiaLnej. Łączą dwa luB więcej różnych rodzajów komponentów-retardantów płomienia w określony sposóB, aby stwLubzyć efekt Synergistayczny, osiągając poziom opóźnienia płomienia, którego pojedynczy agent nie może. To synergistyczne działanie nie tylko zwiększa wydajność retardantów płomienia, ale także zmniejsza ilość potrzebnego dodatku, minimalizując negatywny wpływ na właściwości fizyczne materiału, takie jak wytrzymałość mechaniczna i możliwość przetwarzania.

1. Klasyfikacja według mechanizmu płomieniowego

Podstawowa zaleta Złożone opóźniacze płomienia leży w synergii ich wielu mechanizmów-retardantów płomienia. W oparciu o ich podstawowy sposób działania można je podzielić w następujący sposób:

1. Halogen-inorganiczne kompozytowe opóźnienia płomienia

   • Komponenty podstawowe: Składa się przede wszystkim z flueniowanych opóźniaczy płomienia (takich jak decabromodifenyl etan, bromowane żywice epoksydowe itp.) I nieorganicznych opóźniaczy płomienia (takie jak trójtlenek antymonu, wodorotlenek magnezu, wodorotlenek glinu itp.).

   • Mechanizm: Halogenerowane opóźnienia płomienia uwalniają rodniki halogenowe podczas spalania, które wychwytują rodniki wytwarzane przez rozkład termiczny polimeru, przerywając reakcję łańcucha spalania. Związki nieorganiczne, takie jak trójtlenek antymonu ( $S{b}_2{O}_3$ ) Działa jako synergist Tutaj. Reaguje z fluogenowanym opóźnionym płomieniem, tworząc bardziej wydajne halogenki antymonu (jak $SbC{l}_3$ or $SbB{r}_3$ ), dodatkowo zwiększając efekt w fazie gazowej. Ponadto, wodorotlenki nieorganiczne, takie jak magnez i wodorotlenek glinu, pochłaniają ciepło, gdy rozkładają się i uwalniają pary wodne w celu rozcieńczenia gapów łatwopalnych, tworząc fizyczną barierę, która zapewnia opóźnienie płomienia w fazie stałej.

   • Zastosowania: Stosowany głównie w termoplastyce, takich jak polistyren i polipropylen, a także w izolacji kablowej i innych materiałach izolacyjnych.

2. Fosfor-nitrogenowe opóźniacze płomienia

   • Komponenty podstawowe: Złożony przede wszystkim ze związków zawierających fosfor (takie jak czerwony fosfor, estry fosforanowe, fosforan poliamoniowy-PAP itp.) I związki zawierające azot (takie jak melaminę, cyjanurowe melaminowe-MCA, guanidyna itp.).

   • Mechanizm: Synergistyczny efekt tego rodzaju opóźnienia płomienia jest bardzo znaczący. Związki zawierające fosfor odwadniają się po podgrzaniu, tworząc warstwę char, która tworzy gęstą barierę na powierzchni materiału. Ta bariera izoluje materiał z ciepła, tlenu i łatwopalnych gazów, służący jako Opóźnienie płomienia w fazie stałej mechanizm. W tym samym czasie związki zawierające azot rozkładają się w wysokich temperaturach, aby wytwarzać nie spalane gazy (takie jak $N_2$ I $N{H}_3$ ). Gazy te skutecznie rozcieńczają stężenie łatwopalnych gazów, osiągając Faza gazowa płomień-retardant efekt. Związki zawierające azot promują również tworzenie warstwy char, dodatkowo zwiększając wydajność płomienia-retardant.

   • Zastosowania: Powszechnie stosowane w poliuretanach, żywicach epoksydowych, poliolefinach i innych dziedzinach, szczególnie w przypadku, gdy ochrona środowiska jest kluczowym czynnikiem, na przykład w elektronice, materiałach budowlanych i transporcie.

3. Inumesent -kompozytowe opóźniacze płomienia (IFR)

   • Komponenty podstawowe: MSSF są z natury układem złożonym, zwykle zawierającym trzy kluczowe elementy:

     • Źródło kwasu: Odwadnia źródło węgla do tworzenia się char, takiego jak fosforan poliamoniczny (APP), kwas borowy lub kwas fosforowy.

     • Źródło węgla: Substancja, którą źródło kwasu mogą być katalizowane w celu utworzenia warstwy char w wysokich temperaturach, takich jak pentaerytrytol, skrobia lub sorbitol.

     • Źródło gazu: Rozkłada się w wysokich temperaturach, aby wytwarzać nie spalanie gazów, powodując puchnięcie warstwy char, takiej jak melaminę lub guanidyna.

   • Mechanizm: Mechanizm MSSF jest klasycznym przykładem Opóźnienie płomienia w fazie stałej . Po podgrzaniu źródło kwasu wytwarza kwas, który powoduje odwodnienie i tworzenie źródła węgla. Jednocześnie źródło gazu rozkłada się i wytwarza gazy, które powodują, że formująca się warstwa charna jest pienowana i rozszerzająca się. Powoduje to gęstą, niepalczącą, porowatą warstwę piankową na powierzchni materiału. Ta warstwa piankowa nie tylko izoluje materiał z tlenu i ciepła, ale także zapobiega uwalnianiu łatwopalnych gazów, osiągając bardzo skuteczny wynik-retardant.

   • Zastosowania: Powszechnie stosowane w tworzywach inżynieryjnych, tekstyliach, powłokach i klejach. Są bardzo uprzywilejowani wolne od halogenu i przyjazne dla środowiska właściwości.

2. Klasyfikacja według formy i kompatybilności płomienia

Oprócz ich mechanizmu, złożone opóźnienia płomienia można również podzielić na ich formę fizyczną i kompatybilność z materiałem podstawowym:

1. Puder kompozytowy opóźniaczy płomienia

   • Charakterystyka: Dwa lub więcej opóźniaczy płomienia są po prostu zmieszane jako proszki mikronowe lub nano wielkości, zazwyczaj mieszaninę opóźniaczy płomienia nieorganicznych i organicznych.

   • Zalety: Prosty proces produkcji i stosunkowo niski koszt.

   • Wady: Może cierpieć z powodu nierównomiernego dyspersji proszku, co wpływa na stabilność efektu płomienia-retardant.

   • Przykłady: Mieszanina antymonu trójtlenku i dekabromodifenylogetanu.

2. Masterbatch Composite Flame Retardants

   • Charakterystyka: Wiele opóźniaczy płomienia jest wstępnie rozproszonych do nośnika polimerowego w celu utworzenia granulków o wysokim stężeniu (Masterbatches).

   • Zalety: Opóźnione płomienie są jednolicie rozproszone w materiale podstawowym, poprawiając stabilność i spójność efektu-retardantów. Formularz Masterbatch ułatwia również obsługę i przetwarzanie i zmniejsza zanieczyszczenie pyłu.

   • Wady: Stosunkowo wysoki koszt produkcji, wymagający starannego wyboru odpowiedniej żywicy przewoźnika.

   • Przykłady: Masterbatch z płomieniem wykonanym przez zmieszanie fosforu-nitrogenowego opóźniającego płomienia z nośnikiem polipropylenowym.

3. Mikroinokapsulowane kompozytowe opóźnienia płomienia

   • Charakterystyka: Otwardanty płomienia są zamknięte w polimerze lub innym materiale ściany mikrokapsułki, tworząc strukturę rdzeniową na poziomie mikrona.

   • Zalety: Rozwiązuje problem słabej kompatybilności między opóźniaczami płomieni a matrycą polimerową, zmniejszając migrację i krwawienie dodatków. Chroni także opóźniającego płomienie przed ciepłem i wilgocią, poprawiając jego stabilność termiczną.

   • Wady: Proces przygotowania jest złożony i kosztowny.

   • Przykłady: Mikroenkapsułowany czerwony fosfor, w którym zewnętrzna powłoka skutecznie zapobiega utlenianiu i hydrolizy czerwonego fosforu, rozwiązując problemy bezpieczeństwa podczas jego stosowania.

Wniosek

Złożone opóźnienia płomienia ( Synergistyczne systemy opóźniające ) stały się kluczowym kierunkiem w rozwoju technologii opóźniających płomienie ze względu na ich unikalne efekty synergistyczne. Poprawiają wydajność materiałów-retardantów, rozważając jednocześnie przyjazność dla środowiska i możliwość przetwarzania. W miarę wzrostu zapotrzebowania na ekologiczne i wysokowydajne materiały, przyszłe badania koncentrują się na opracowaniu nowych, wydajnych, pozbawionych halogenów, niskiej i niskiej toksyczności. Systemy te będą obejmować zaawansowane technologie, takie jak Nanotechnology i Microincapsulacja, aby osiągnąć przełom w zastosowaniach o wysokiej wartości.