Wat zijn de verschillende soorten samengestelde vlamvertragers?

Samengestelde vlamveRtragers zijn een onmisBaar onderdeel van de moderne materiële wetenschap. Ze comBineren twee of meer verschillende sooften vlamvertragingscomponenten op een specifieke manier om een synergetisch effect te creëren, het Bereiken van een niveau van vlamvertraging dat een enkele agent niet kan. Deze synergetische actie verhoogt niet alleen de efficiëntie van de vlamvertraging, maar vermindert ook de hoeveelheid benodigde additief, waardoor negatieve effecten op de fysische eigenschappen van het materiaal worden geminimaliseerd, zoals mechanische sterkte en verwerkbaarheid.

1. Classificatie door vlamvertragend mechanisme

Het kernvoordeel van Samengestelde vlamvertragers ligt in de synergie van hun meerdere vlamvertragendmechanismen. Op basis van hun primaire werkingswijze kunnen ze als volgt worden gecategoriseerd:

1. Halogeen-inorganische composiet vlamvertragers

   • Kerncomponenten: Voornamelijk bestaan uit gehalogeneerde vlamvertragers (zoals decabromodifenylethaan, gebromineerde epoxyharsen, enz.) En anorganische vlamvertragers (zoals antimoon trioxide, magnesiumhydroxide, aluminiumhydroxide, enz.).

   • Mechanisme: Gehalogeneerde vlamvertragers geven halogeenradicalen af tijdens verbrEning, die de radicalen vastleggen die worden geproduceerd door de thermische ontleding van het polymeer, waardoor de verbrandingsketenreactie wordt onderbroken. Anorganische verbindingen zoals antimoon trioxide ( $S{b}_2{O}_3$ ) handelen als een synergist hier. Het reageert met de gehalogeneerde vlamvertragende om efficiëntere antimoonhalogeniden te vormen (zoals $SbC{l}_3$ or $SbB{r}_3$ ), het verder verbeteren van het gasfase vlamvertragend effect. Bovendien absorberen anorganische hydroxiden zoals magnesium- en aluminiumhydroxide warmte als ze waterdamp uiteenvallen en afgeven om brandbare gassen te verdunnen, waardoor een fysieke barrière wordt gevormd die een vaste fase vlamvertraging biedt.

   • Toepassingen: Voornamelijk gebruikt in thermoplastics zoals polystyreen en polypropyleen, evenals in kabelisolatie en andere isolerende materialen.

2. Fosfor-nitrogene composiet vlamvertragers

   • Kerncomponenten: Voornamelijk samengesteld uit fosfor-bevattende verbindingen (zoals rode fosfor, fosfaatesters, polyammoniumfosfaat-PAP, enz.) En stikstofbattende verbindingen (zoals melamine, melamine cyanurate-MCA, guanidine, enz.).

   • Mechanisme: Het synergetische effect van dit type vlamvertragende is zeer belangrijk. Fosfor-bevattende verbindingen uitdrogen wanneer verwarmd om een char-laag te vormen, die een dichte barrière op het oppervlak van het materiaal creëert. Deze barrière isoleert het materiaal van warmte, zuurstof en ontvlambare gassen, die dienen als een vaste fase vlamvertraging mechanisme. Tegelijkertijd ontvinden stikstofbevattende verbindingen bij hoge temperaturen om niet-combinatie-gassen te produceren (zoals $N_2$ and $N{H}_3$ ). Deze gassen verdunnen effectief de concentratie van brandbare gassen, waardoor een gasfase vlamvertragend effect. De stikstofbevattende verbindingen bevorderen ook de vorming van de char-laag, waardoor de vlamvertragingsprestaties verder worden gestimuleerd.

   • Toepassingen: Op grote schaal gebruikt in polyurethanen, epoxyharsen, polyolefines en andere velden, vooral wanneer milieubescherming een belangrijke overweging is, zoals in elektronica, bouwmaterialen en transport.

3. Intumescent Composite Flame Retardants (IFR)

   • Kerncomponenten: IFR's zijn inherent een samengesteld systeem, meestal met drie belangrijke componenten:

     • Zuurbron: Uitdrogen de koolstofbron voor char -vorming, zoals polyammoniumfosfaat (APP), boorzuur of fosforzuur.

     • Koolstofbron: Een stof die kan worden gekatalyseerd door de zuurbron om een char -laag te vormen bij hoge temperaturen, zoals pentaerythritol, zetmeel of sorbitol.

     • Gasbron: Ontbeurt bij hoge temperaturen om niet-combeerbare gassen te produceren, waardoor de char-laag opzwelt en schuim, zoals melamine of guanidine.

   • Mechanisme: Het mechanisme van IFRS is een klassiek voorbeeld van vaste fase vlamvertraging . Wanneer verwarmd, produceert de zuurbron zuur, waardoor de koolstofbron uitdrateert en char vormt. Tegelijkertijd ontleedt en produceert de gasbron gassen die ervoor zorgen dat de vormgevende char -laag schuimt en uitbreidt. Dit resulteert in een dikke, niet-combineerbare, poreuze schuimlaag op het oppervlak van het materiaal. Deze schuimlaag isoleert niet alleen het materiaal van zuurstof en warmte, maar voorkomt ook de afgifte van ontvlambare gassen, waardoor een zeer effectief vlamvertragend resultaat wordt bereikt.

   • Toepassingen: Op grote schaal gebruikt in technische kunststoffen, textiel, coatings en lijmen. Ze zijn zeer begunstigd voor hun halogeenvrij en milieuvriendelijk eigenschappen.

2. Classificatie door vlamvertragende vorm en compatibiliteit

Naast hun mechanisme kunnen composietvlamvertragers ook worden gecategoriseerd door hun fysieke vorm en compatibiliteit met het basismateriaal:

1. Poedercomposiet vlamvertragers

   • Kenmerken: Twee of meer vlamvertragers worden eenvoudig gemengd als micron- of nano-poeders, meestal een mengsel van anorganische en organische vlamvertragers.

   • Voordelen: Eenvoudig productieproces en relatief lage kosten.

   • Nadelen: Kan lijden aan ongelijke poederdispersie, die de stabiliteit van het vlamvertragend effect beïnvloedt.

   • Voorbeelden: Een mengsel van antimoontrioxide en decabromodifenylethaan.

2. MasterBatch Composite Flame Retardants

   • Kenmerken: Meerdere vlamvertragers zijn vooraf in een polymeerdrager om te dispergeren om pellets met hoge concentratie (masterbatches) te maken.

   • Voordelen: De vlamvertragers zijn uniform verspreid in het basismateriaal, waardoor de stabiliteit en de consistentie van het vlamvertragingseffect wordt verbeterd. Het masterbatch -formulier maakt het hanteren en verwerking ook gemakkelijker en vermindert stofvervuiling.

   • Nadelen: Relatief hoge productiekosten, die een zorgvuldige selectie van een geschikte carrierhars vereisen.

   • Voorbeelden: Een vlamvertragende masterbatch gemaakt door het mengen van fosfor-nitrogen vlamvertragers met een polypropyleendrager.

3. Micro -ingekapselde samengestelde vlamvertragers

   • Kenmerken: Vlamvertragers zijn ingekapseld in een polymeer of ander microcapsule wandmateriaal, waardoor een kernschaalstructuur op micronniveau wordt gevormd.

   • Voordelen: Lost het probleem van slechte compatibiliteit op tussen vlamvertragers en de polymeermatrix, waardoor migratie en bloedingen van de additieven worden verminderd. Het beschermt ook de vlamvertragende tegen hitte en vocht, waardoor de thermische stabiliteit wordt verbeterd.

   • Nadelen: Het voorbereidingsproces is complex en duur.

   • Voorbeelden: Micro -ingekapselde rode fosfor, waarbij de buitenste schaal effectief de oxidatie en hydrolyse van de rode fosfor voorkomt, waardoor veiligheidsproblemen tijdens het gebruik ervan worden opgelost.

Conclusie

Composiet vlamvertragers ( synergetische vlamvertragende systemen ) zijn een cruciale richting geworden in de ontwikkeling van vlamvertragende technologie vanwege hun unieke synergetische effecten. Ze verbeteren de vlamvertragende prestaties van materialen terwijl ze rekening houden met vriendelijkheid en verwerkbaarheid. Omdat de vraag naar milieuvriendelijke en krachtige materialen blijft groeien, zal toekomstig onderzoek zich richten op het ontwikkelen van nieuwe, efficiënte, halogeenvrije, low-roke en lage toxiciteit composietsystemen. Deze systemen zullen geavanceerde technologieën zoals nanotechnologie en micro-inkapseling bevatten om doorbraken te bereiken in meer hoogwaardige toegevoegde toepassingen.