Ano ang iba't ibang uri ng mga composite flame retardants?

Ang mga Composite Flame Retardants ay isang kailangang -kailangan na bahagi ng modernong materyal na agham. Pinagsasama nila ang dalawa o higit pang iba't ibang mga uri ng mga bahagi ng apoy-retardant sa isang tiyak na paraan upang lumikha ng isang Synergistic na epekto, pagkamit ng isang antas ng retardancy ng apoy na hindi maaaring isang solong ahente. Ang synergistic na pagkilos na ito ay hindi lamang nagpapalakas ng kahusayan ng apoy-retardant ngunit binabawasan din ang dami ng kinakailangang additive, na minamaliit ang mga negatibong epekto sa mga pisikal na katangian ng materyal, tulad ng mekanikal na lakas at kakayahang magamit.

1. Pag-uuri ng mekanismo ng apoy-retardant

Ang pangunahing bentahe ng composite flame retardants namamalagi sa synergy ng kanilang maraming mga mekanismo ng apoy-retardant. Batay sa kanilang pangunahing mode ng pagkilos, maaari silang mai -kategoya tulad ng mga sumusunod:

1. Halogen-inorganic composite flame retardants

   • Mga pangunahing sangkap: Pangunahing binubuo ng mga halogenated flame retardants (tulad ng decabromodiphenyl ethane, brominated epoxy resins, atbp.) At mga inorganic flame retardants (tulad ng antimony trioxide, magnesium hydroxide, aluminyo hydroxide, atbp.).

   • Mekanismo: Ang Halogenated Flame Retardants ay naglalabas ng mga halogen radical sa panahon ng pagkasunog, na kinukuha ang mga radikal na ginawa ng thermal decomposition ng polymer, na nakakagambala sa reaksyon ng pagkasunog ng chain. Mga inorganic compound tulad ng antimony trioxide ( $S{b}_2{O}_3$ ) kumilos bilang isang synergist dito. Tumugon ito sa halogenated flame retardant upang makabuo ng mas mahusay na antimony halides (tulad ng $SbC{l}_3$ or $SbB{r}_3$ ), karagdagang pagpapahusay ng gas-phase flame-retardant effect. Bukod dito, ang mga hindi organikong hydroxides tulad ng magnesium at aluminyo hydroxide ay sumisipsip ng init habang nabubulok at pinakawalan ang singaw ng tubig upang matunaw ang mga nasusunog na gas, na bumubuo ng isang pisikal na hadlang na nagbibigay ng Solid-phase flame retardancy.

   • Mga Aplikasyon: Pangunahing ginagamit sa thermoplastics tulad ng polystyrene at polypropylene, pati na rin sa pagkakabukod ng cable at iba pang mga insulating na materyales.

2. Phosphorus-nitrogen composite flame retardants

   • Mga pangunahing sangkap: Pangunahin na binubuo ng mga compound na naglalaman ng posporus (tulad ng pulang posporus, mga estatura ng pospeyt, polyammonium phosphate-PAP, atbp.) At mga compound na naglalaman ng nitrogen (tulad ng melamine, melamine cyanurate-MCA, guanidine, atbp.).

   • Mekanismo: Ang synergistic na epekto ng ganitong uri ng flame retardant ay lubos na makabuluhan. Ang mga compound na naglalaman ng posporus ay nag-aalis ng tubig kapag pinainit upang makabuo ng isang char layer, na lumilikha ng isang siksik na hadlang sa ibabaw ng materyal. Ang hadlang na ito ay naghihiwalay sa materyal mula sa init, oxygen, at nasusunog na mga gas, na nagsisilbing a Solid-phase flame retardancy mekanismo. Kasabay nito, ang mga compound na naglalaman ng nitrogen ay nabubulok sa mataas na temperatura upang makabuo ng mga hindi nasusunog na gas (tulad ng $N_2$ at $N{H}_3$ ). Ang mga gas na ito ay epektibong dilute ang konsentrasyon ng mga nasusunog na gas, nakamit ang a gas-phase flame-retardant epekto Ang mga compound na naglalaman ng nitrogen ay nagtataguyod din ng pagbuo ng char layer, na karagdagang pagpapalakas ng pagganap ng apoy-retardant.

   • Mga Aplikasyon: Malawakang ginagamit sa polyurethanes, epoxy resins, polyolefins, at iba pang mga patlang, lalo na kung saan ang proteksyon sa kapaligiran ay isang pangunahing pagsasaalang -alang, tulad ng sa elektronika, mga materyales sa gusali, at transportasyon.

3. Intumescent Composite Flame Retardants (IFR)

   • Mga pangunahing sangkap: Ang mga IFR ay likas na isang composite system, karaniwang naglalaman ng tatlong pangunahing sangkap:

     • Pinagmulan ng Acid: Dehydrates ang mapagkukunan ng carbon para sa pagbuo ng char, tulad ng polyammonium phosphate (APP), boric acid, o phosphoric acid.

     • Pinagmulan ng Carbon: Ang isang sangkap na maaaring ma -catalyzed ng mapagkukunan ng acid upang makabuo ng isang char layer sa mataas na temperatura, tulad ng pentaerythritol, starch, o sorbitol.

     • Pinagmulan ng Gas: Ang mga nabubulok sa mataas na temperatura upang makabuo ng mga hindi nasusunog na gas, na nagiging sanhi ng swell at foam ng char layer, tulad ng melamine o guanidine.

   • Mekanismo: Ang mekanismo ng IFRS ay isang klasikong halimbawa ng solid-phase flame retardancy . Kapag pinainit, ang mapagkukunan ng acid ay gumagawa ng acid, na nagiging sanhi ng mapagkukunan ng carbon na mag -aalis ng tubig at bumubuo ng char. Kasabay nito, ang mapagkukunan ng gas ay nabubulok at gumagawa ng mga gas na nagiging sanhi ng pagbubuo ng char layer upang mag -foam at mapalawak. Nagreresulta ito sa isang makapal, hindi masusuklian, maliliit na layer ng bula sa ibabaw ng materyal. Ang layer ng bula na ito ay hindi lamang nag-insulate ng materyal mula sa oxygen at init ngunit pinipigilan din ang pagpapakawala ng mga nasusunog na gas, nakamit ang isang mabisang resulta ng apoy-retardant.

   • Mga Aplikasyon: Malawak na ginagamit sa plastik ng engineering, tela, coatings, at adhesives. Ang mga ito ay lubos na pinapaboran para sa kanilang Halogen-free at eco-friendly mga pag -aari.

2. Pag -uuri sa pamamagitan ng Flame Retardant Form at pagiging tugma

Bilang karagdagan sa kanilang mekanismo, ang mga composite flame retardants ay maaari ring ikinategorya ng kanilang pisikal na form at pagiging tugma sa base material:

1. Pulbos na composite flame retardants

   • Mga Katangian: Dalawa o higit pang mga retardants ng apoy ay pinagsama-sama lamang bilang mga micron- o nano-sized na pulbos, karaniwang isang halo ng mga hindi organikong at organikong apoy.

   • Mga kalamangan: Simpleng proseso ng produksyon at medyo mababang gastos.

   • Mga Kakulangan: Maaaring magdusa mula sa hindi pantay na pagpapakalat ng pulbos, na nakakaapekto sa katatagan ng epekto ng apoy-retardant.

   • Mga halimbawa: Isang halo ng antimony trioxide at decabromodiphenyl ethane.

2. MasterBatch Composite Flame Retardants

   • Mga Katangian: Ang maraming mga retardant ng apoy ay pre-dispersed sa isang polymer carrier upang lumikha ng mga high-concentration pellets (masterbatches).

   • Mga kalamangan: Ang mga retardant ng apoy ay pantay na nakakalat sa loob ng base material, pagpapabuti ng katatagan at pagkakapare-pareho ng epekto ng apoy-retardant. Ang form ng masterbatch ay ginagawang mas madali ang paghawak at pagproseso at binabawasan ang polusyon sa alikabok.

   • Mga Kakulangan: Medyo mataas na gastos sa produksyon, na nangangailangan ng maingat na pagpili ng isang naaangkop na resin ng carrier.

   • Mga halimbawa: Isang masterbatch ng apoy-retardant na ginawa sa pamamagitan ng paghahalo ng posporus-nitrogen flame retardants na may isang polypropylene carrier.

3. Microencapsulated composite flame retardants

   • Mga Katangian: Ang mga flame retardants ay nakapaloob sa loob ng isang polimer o iba pang materyal na pader ng microcapsule, na bumubuo ng isang istraktura ng core-shell sa antas ng micron.

   • Mga kalamangan: Malulutas ang problema ng hindi magandang pagkakatugma sa pagitan ng mga retardant ng apoy at ang polymer matrix, binabawasan ang paglipat at pagdurugo ng mga additives. Pinoprotektahan din nito ang flame retardant mula sa init at kahalumigmigan, pagpapabuti ng thermal katatagan nito.

   • Mga Kakulangan: Ang proseso ng paghahanda ay kumplikado at magastos.

   • Mga halimbawa: Microencapsulated red phosphorus, kung saan ang panlabas na shell ay epektibong pinipigilan ang oksihenasyon at hydrolysis ng pulang posporus, paglutas ng mga isyu sa kaligtasan sa paggamit nito.

Konklusyon

Composite Flame Retardants ( Synergistic Flame Retardant Systems ) ay naging isang mahalagang direksyon sa pag -unlad ng teknolohiyang retardant ng apoy dahil sa kanilang natatanging mga epekto ng synergistic. Pinapabuti nila ang pagganap ng apoy-retardant ng mga materyales habang isinasaalang-alang ang pagiging kabaitan at kakayahang magamit. Habang ang demand para sa eco-friendly at high-performance na materyales ay patuloy na lumalaki, ang pananaliksik sa hinaharap ay tututuon sa pagbuo ng bago, mahusay, walang halogen, mababang-usok, at mga mababang-toxicity composite system. Ang mga sistemang ito ay isasama ang mga advanced na teknolohiya tulad ng nanotechnology at microencapsulation upang makamit ang mga breakthrough sa mas mataas na halaga na idinagdag na mga aplikasyon.