Elektrik, elektronika və avtomobil sənayesində getdikcə daha sərt ekoloji qaydalar və daim təkmilləşən standartlar fonunda neylon (poliamid) materialların halogensiz alov gecikdirməsi qaçılmaz tendensiyaya çevrilmişdir. Bununla belə, bazara əsaslanan fosfor əsaslı, azot əsaslı, qeyri-üzvi hidroksidlər və silikon kimi çoxsaylı halogensiz alov gecikdirici sistemlərlə qarşılaşdıqda, elmi və səmərəli seçimlərin necə ediləcəyi polimer kimyası, yanma elmi, reologiya və kompozit material interfeysi elmini əhatə edən mürəkkəb bir məsələyə çevrildi. Bu məqalə materialın təsir mexanizminə əsaslanaraq neylon halogensiz alov gecikdiricilərinin seçilməsi üçün peşəkar qərar qəbul etmə əsasını təmin etmək məqsədi daşıyır.
Bir çox növ neylon var və onların kimyəvi quruluşu və istilik xüsusiyyətləri alov gecikdiricilərin seçilməsinə birbaşa təsir göstərir.
·PA6 və PA66: yüksək ərimə nöqtəsinə (>250 ℃), dar emal temperatur diapazonuna malikdir və əla istilik sabitliyinə malik olmaq üçün alov gecikdiriciləri tələb edir (parçalanma temperaturu >300 ℃ olmalıdır). Yüksək stabil üzvi fosfor törəmələrindən (məsələn, DOPO törəmələri) və ya metal fosfin turşusu duzlarından istifadə etmək tövsiyə olunur.
·Yarı aromatik neylon (PA6T, PA9T) və yüksək temperaturlu neylon: Emal temperaturu tez-tez 300 ℃-dən çox olur və adi fosfor əsaslı alov gecikdiricilər parçalana və sıradan çıxa bilər. Xüsusi strukturlaşdırılmış ultra yüksək temperaturlu fosfor azot sinerji sistemi və ya polisiloksan alov gecikdiricisi seçilməlidir.
·Şəffaf neylon və çevik neylon: Şəffaflıq və ya çeviklik üçün tələblər var və qırılma indeksinə uyğun, plastikləşdirici təsirə malik və ya son dərəcə incə hissəcik ölçüsü (nanometr səviyyəsi) olan alov gecikdiricilər seçilməlidir.
Neylonun kristallığı alov gecikdiricilərin paylanmasına və miqrasiyasına təsir göstərir. Yüksək kristallıqlı neylonda (məsələn, PA66) alov gecikdiriciləri kristal zonadan kənarda asanlıqla dəf edilir və amorf zonada cəmləşir ki, bu da yanmağı gücləndirən "fiil effektinə" səbəb ola bilər. Seçərkən, alov gecikdiriciləri ilə neylonun amorf fazaları arasında uyğunluq və ya kristal morfologiyanı tənzimləmək üçün nüvələşdirici maddələrin əlavə edilməsi nəzərə alınmalıdır.
Müxtəlif halogensiz alov gecikdiricilər müxtəlif fiziki və kimyəvi yollarla yanma dövrünü kəsirlər.
DOPO və onun törəmələri ilə təmsil olunan PO · və HPO · kimi sərbəst radikallar yanma zamanı sərbəst buraxılaraq, alovda zəncirvari reaksiyaları saxlayan H · və OH · radikallarını səmərəli şəkildə tutur. Seçim üçün əsas göstəricilər: Yüksək qaz fazalı alov gecikdirici səmərəlilik, UL94 V-0 uyğunluğu üçün aşağı tələb olunan dozaj (PA66-da adətən 15-20%), lakin mexaniki xassələrə, xüsusilə də təsir gücünə əhəmiyyətli təsir göstərir.
· Genişlənmiş alov gecikdiricilər (IFR) və azot əsaslı materiallar: istilik və oksigeni təcrid edərək yanma səthində məsaməli və sabit genişlənmiş karbon təbəqəsi yaradır. Yüksək telin alovlanma temperaturu (GWT) tələb edən tətbiqlər üçün uyğundur. Bununla belə, neylonla karbonlaşmanın sinergik təsirinə diqqət yetirilməlidir. Saf neylon aşağı karbonlaşma dərəcəsinə malikdir və neylonun dehidrogenləşməsini və kömürə çarpaz bağlanmasını kataliz edə bilən alov gecikdirən sistem seçilməlidir.
·Metal fosfin turşusu duzları (məsələn, alüminium və sink fosfin turşusu duzları): həm qaz fazalı, həm də qatılaşdırılmış faza təsirinə malikdir. O, nəinki alov gecikdirən sərbəst radikalları buraxa bilər, həm də onun metal tərkibi səthdə karbon/keramika təbəqəsinin əmələ gəlməsinə kömək edə bilər, daha yaxşı damlama əleyhinə və izolyasiya performansını təmin edir, xüsusilə elektrik birləşdiriciləri üçün uyğundur.
·Maqnezium hidroksid/alüminium (MDH/ATH): alov gecikdirici yüksək doldurma səviyyələri (çox vaxt>50%) vasitəsilə əldə edilir, parçalanmanın istilik udulmasına (təxminən 1,2-1,5 kJ/q) və yanan qazları seyreltmək üçün su buxarının buraxılmasına əsaslanır. Onun ölümcül zəifliyi emal axınının və mexaniki xüsusiyyətlərin kəskin şəkildə pisləşməsidir. Yalnız yüksək qiymətə həssas olan və aşağı performans tələbləri olan aşağı səviyyəli doldurulmuş neylonu nəzərdən keçirin.
Performansın əsas müqayisə parametrləri:
·LOI təkmilləşdirilməsi səmərəliliyi: əlavə vahidə görə LOI artımı.
·UL94 şaquli yanma dərəcəsi və qalınlığı arasındakı əlaqə: məhsulun divar qalınlığının dizaynını və materialdan istifadəni müəyyən edən əsas iqtisadi göstərici.
· Parıltılı naqilin alovlanma temperaturu (GWTI): elektrik təhlükəsizliyi üçün çox vacibdir.
Onu bloklamaq məqsədəuyğun deyil və bir çox performans ölçüləri arasında balans yaradılmalıdır.
Alov gecikdiricilər, çirkləri kimi, stress konsentrasiya nöqtələri olmaq məcburiyyətindədir. Seçim strategiyası:
· Səthin modifikasiyası: Fazalararası yapışmanı gücləndirmək üçün silan və titanat kimi birləşdirici maddələrlə işlənmiş alov gecikdiriciləri seçin.
·Zərrəcik ölçüsü və morfologiyanın optimallaşdırılması: Submikron və sferik hissəciklərin dartılma və təsir gücünə mənfi təsiri qaba və ya lopa hissəciklərdən daha kiçikdir.
·Kompozit sərtləşdirmə: Zərbə qüvvəsinin itkisini kompensasiya etmək üçün alov gecikdirici düsturaya eyni zamanda maleik anhidridlə aşılanmış POE kimi sərtləşdirici maddələrin əlavə edilməsi.
Elektrik və elektron tətbiqlər yüksək CTI tələb edir (sızma izləmə indeksi ilə müqayisədə). Bəzi ion alov gecikdiricilər (məsələn, bəzi bromidləri əvəz edənlər) və ya güclü hiqroskopikliyə malik alov gecikdiricilər CTI-ni əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər. Metal fosfinat sistemləri adətən yüksək CTI dəyərləri (>600V) təmin edir.
Yüksək əlavə miqdarı ərimənin viskozitesini əhəmiyyətli dərəcədə artıracaqdır. Hissəcik ölçüsünün paylanmasını optimallaşdırmaqla (geniş paylama bəzən tək pik paylamadan daha sərfəlidir) və yağlama xüsusiyyətlərinə malik alov gecikdiriciləri (məsələn, müəyyən ester fosfor seriyası kimi) seçməklə təkmilləşdirilməlidir. Yalnız ərimə indeksi mülahizələrinə əsaslanmaq əvəzinə reoloji sınaq (kapilyar və ya fırlanma reometri) aparmaq lazımdır.
· Çiçəklənmə və miqrasiya: Kiçik molekullu alov gecikdiricilər çöküntülərə meyllidirlər, bu da səthin yapışqanlığına və donmasına səbəb olur. Yüksək molekulyar çəki və ya reaktiv alov gecikdiricilərin (polimerləşmədə iştirak edə bilən və ya neylon son qrupları ilə reaksiya verə bilən) seçilməsi əsas həlldir.
·Rəng sabitliyi: Bir çox fosfor əsaslı alov gecikdiricilər yüksək temperaturda emal zamanı və ya uzunmüddətli istifadə zamanı saralmağa meyllidirlər. Termal yaşlanmadan sonra onun ilkin xromatikliyini və rəng fərqini (Δ E) qiymətləndirmək lazımdır.
·Hidrolitik sabitlik: Neylon nəm udmağa meyllidir. Əgər alov gecikdirənlər nəm udursa və ya hidrolizi təşviq edərsə, bu, materialın yaşlanmasını sürətləndirəcək. Uzunmüddətli nəm istilik yaşlanma testi (məsələn, 85 ℃/85% RH) tələb olunur.
Neylon üçün halogensiz alov gecikdiricilərinin seçilməsi sadə "əvəzetmə" və ya "sınaq" deyil, materialın qarşılıqlı əlaqə prinsiplərinin dərindən dərk edilməsinə əsaslanan sistematik formalaşdırma dizayn layihəsidir. İdeal alov gecikdirici, tənzimləyici və xərc məhdudiyyətlərinə cavab verərkən, hədəf alov gecikdirici səmərəliliyi altında neylon matrisin daxili xüsusiyyətlərinə, emal qabiliyyətinə və uzunmüddətli etibarlılığına minimal təsir göstərməlidir. Gələcək tendensiya çoxfunksiyalı, yüksək molekulyar ağırlığa malik, reaktiv halogensiz alov gecikdirən sistemlərin, eləcə də alov gecikdirmə, möhkəmləndirmə və sərtləşdirmə kimi çoxfunksiyalı inteqrasiyaya nail olmaq üçün nanotexnologiya və əməkdaşlıq texnologiyası ilə birləşdirilmiş ağıllı həllərin yaradılmasıdır.
