Dizayn və inkişafındaalov gecikdirən polipropilen (PP) materials, tez-tez nəzərdən qaçırılan, lakin vacib elmi sual budur: PP-nin molekulyar zəncir quruluşu onun alov gecikdirməsinə necə təsir edir? Polimer kimyası və yanma elmi nöqteyi-nəzərindən bu tədqiqatda homopolimer polipropilen (Homo-PP) və kopolimer polipropilen (Co-PP) arasında istilik deqradasiya davranışı, karbon əmələ gəlməsi və alov gecikdiriciləri ilə qarşılıqlı əlaqə baxımından əsas fərqlər sistematik şəkildə təhlil edilir, PP-nin yüksək alov tutma qabiliyyətinin seçilməsi və formalaşması üçün nəzəri əsaslar verilir. materiallar.
Homopolipropilen tamamilə propilen monomerlərindən polimerləşib, yüksək molekulyar zəncir qanunauyğunluğu və güclü kristallaşma qabiliyyətinə malikdir (adətən 50-70% kristallıq ilə). Bu yüksək qanunauyğunluq təsadüfi zəncirvari kəsilmədən başlayan istilik deqradasiyasına gətirib çıxarır, ilk növbədə aşağı molekulyar çəkidə alkan və olefin fraqmentləri əmələ gətirir. Yanma zamanı yanacaq tədarükü sürətli və davamlıdır.
Kopolimer polipropilen (adətən propilen və etilenin təsadüfi və ya bloklu kopolimeri) molekulyar zəncirin qanunauyğunluğunu pozaraq etilen vahidlərini təqdim edir. Etilen komonomerlərinin olması iki əsas təsir yaradır:
Kristallığı azaldın (adətən 30-50%) və amorf bölgələrin nisbətini artırın
· Molekulyar zəncirdə zəif nöqtələri, xüsusən də qırılmaya daha çox meylli olan üçüncü karbon atomlarına bitişik kimyəvi bağları təqdim edin.
Bu struktur fərq materialın istilik deqradasiya yollarını və yanma davranışını əsaslı şəkildə dəyişdirir.
2.1 Qaz fazalı alov gecikdirici sistemlər (brom əsaslı və fosfor əsaslı kimi)
Dekabromodifenil etan ilə təmsil olunan brom əsaslı alov gecikdiricilər, əsasən yanma zəncirvari reaksiyasında sərbəst radikalları tutmaqla fəaliyyət göstərir. Homopolimer PP-nin yanması zamanı yaranan yanacaq parçaları daha vahid olur, sərbəst radikalların konsentrasiyası sabitdir və alov gecikdirici səmərəliliyi yüksək proqnozlaşdırıla biləndir. Bununla belə, birgə polimerləşdirilmiş PP-nin iki mərhələli deqradasiyası nəticəsində yaranan yanacaq tərkibi zamanla dəyişir və sərbəst radikalların konsentrasiyası dəyişir, bu da alov gecikdirici səmərəliliyində qeyri-müəyyənliyə səbəb ola bilər. Buna görə də, tez-tez alov gecikdiricilərin sinergistlərə nisbətini tənzimləmək lazımdır (məsələn, Sb₂O₃).
2.2 Qatılaşdırılmış fazalı alov gecikdirici sistem (genişlənmə tipli alov gecikdirici)
Genişlənmiş alov gecikdiriciləri (IFR) karbon təbəqələrinin əmələ gəlməsinə və genişlənməsinə əsaslanır. Homopolimer PP-nin yüksək kristallığı davamlı və sıx karbon təbəqəsinin əmələ gəlməsinə şərait yaratmır, çünki kristal və amorf bölgələr arasında diferensial deqradasiya karbon təbəqəsində çatlara səbəb ola bilər. Kopolimerləşdirilmiş PP-də amorf bölgələrin daha yüksək nisbəti karbon təbəqələrinin əmələ gəlməsi üçün daha vahid bir matrisa təmin edir, bu da tez-tez daha yüksək keyfiyyətli və daha davamlı genişlənmiş karbon təbəqələri ilə nəticələnir, daha yaxşı yanğına davamlılıq və istilik izolyasiya göstəriciləri nümayiş etdirir.
Eksperimental məlumatlar göstərir ki, eyni miqdarda (25%) fosfor azotunu genişləndirən alov gecikdiricisi:
·Homopolimer PP əsaslı material: UL94 şaquli yanma testi adətən V-1 səviyyəsinə çatır, oksigenin limit indeksi (LOI) təxminən 26-28%
·Co polimer PP əsaslı material: UL94 tez-tez V-0 dərəcəsinə çata bilər, LOI 29-32%-ə qədər artırıla bilər
2.3 Mineral doldurma sistemi (alüminium hidroksid, maqnezium hidroksid)
Mineral alov gecikdiricilərinin endotermik dehidrasiya reaksiyası polimerin deqradasiya temperaturu ilə yaxşı uyğunlaşdırılmalıdır. Homopolimer PP-nin yüksək istilik sabitliyi (ilkin tənəzzül təxminən 320 ℃) maqnezium hidroksidlə (təxminən 340 ℃ susuzlaşdırma zirvəsi) daha yaxşı uyğun gəlir.alüminium hidroksid(təxminən 220 ℃ susuzlaşdırma pik). Birgə polimerləşmiş PP-nin aşağı birinci mərhələ deqradasiya temperaturu (280 ℃ kimi aşağı ola bilər) alüminium hidroksidinin dehidrasiya temperaturu ilə daha yaxşı sinerji ola bilər, lakin vaxtından əvvəl deqradasiya nəticəsində yaranan mexaniki əmlak itkisinin qarşısını almaq üçün dəqiq nəzarət lazımdır.
Co polimerləşdirilmiş PP adətən daha aşağı ərimə özlülüyünə və daha güclü ərimə gücünə malikdir, bu da alov gecikdirməyə ikiqat təsir göstərir:
·Müsbət təsir: Yanma zamanı istiliyi götürərək "damcıların" əmələ gəlməsi daha asandır, lakin UL94 testində damcıların alovlanması problemlərinə səbəb ola bilər.
·Mənfi təsirləri: Güclü ərimə gücü genişlənmiş karbon təbəqəsini sabitləşdirməyə və onun qırılmasının qarşısını almağa kömək edir
Homopolimer PP-nin ərimə gücü aşağıdır və karbon təbəqəsi daxili təzyiqə görə daha çox qopmağa meyllidir, lakin ərimə damcılarının meyli daha aşağıdır. Praktik formulalarda bu fərq tez-tez karbonlaşdırıcı maddələr və ya özlülük dəyişdiriciləri əlavə etməklə məqsədyönlü düzəliş tələb edir.
Ən son tədqiqatlar göstərir ki, idarə olunan polimerləşmə texnologiyası vasitəsilə xüsusi kopolimer ardıcıllığı strukturlarının layihələndirilməsi alov gecikdirici performansı daha da optimallaşdıra bilər. Məsələn, blok-kopolimer PP-də etilen vahidlərinin molekulyar zəncirinin xüsusi seqmentlərində konsentrasiyası əvvəlcədən müəyyən edilmiş temperaturda karbon qatının əmələ gəlməsini üstünlük təşkil edən və təşviq edən "qurban seqmenti" yarada bilər, propilenlə zənginləşdirilmiş seqment isə materialın əsas xüsusiyyətlərini saxlayır. Bu "molekulyar səviyyəli alov gecikdirici dizayn" PP alov gecikdirən materialların inkişaf istiqamətini təmsil edir.
Polipropilen üçün əsas materialın növü sadəcə xammal seçimi məsələsi deyil, əksinə, əsaslı şəkildə təsir edən dizayn dəyişkənliyidir.alov gecikdiricimaterialın xüsusiyyətləri. Homopolimer PP və kopolimer PP arasındakı molekulyar quruluş, istilik deqradasiya davranışı və ərimə xüsusiyyətlərindəki fərqlər müxtəlif alov gecikdirici sistemlərlə çox fərqli qarşılıqlı təsirlərə səbəb olur. Yüksək səviyyəli alov gecikdirən tətbiqlərin inkişafında "universal düstur" düşüncəsindən imtina etmək və əsas materialın xas xüsusiyyətlərinə əsaslanaraq alov gecikdirici sistemi uyğunlaşdırmaq və fərdiləşdirmək lazımdır. PP əsaslı materialların kimyəvi təbiətini anlamaq təkcə akademik tələb deyil, həm də səmərəli, qənaətcil və ekoloji cəhətdən təmiz alov gecikdirən materialların hazırlanmasının açarıdır. Getdikcə daha sərt alov gecikdirən qaydalar və davamlı inkişafa artan tələbatla materialların mahiyyətinə əsaslanan bu zərif dizayn strategiyası getdikcə daha vacib olacaq.
