Care sunt diferitele tipuri de retardanți de flăcări compozite?

Retardanții de flăcări compuse sunt o parte indispensabilă a științei materialelsau moderne. Acestea combină două sau mai multe tipuri diferite de componente retardate la flăcări într-un mod specific pentru a crea un efect sinergic, obținând un nivel de retardanță a flăcării pe care un singur agent nu o poate. Această acțiune sinergică nu numai că sporește eficiența retardantului flăcării, dar reduce și cantitatea de aditiv necesară, minimizând impactul negativ asupra proprietăților fizice ale materialului, cum ar fi rezistența mecanică și procesabilitatea.

1. C.lasificare prin mecanism de retardare a flăcării

Avantajul principal al Retardanți de flăcări compuse se află în sinergia mecanismelor lor multiple de retard. Pe baza modului lor principal de acțiune, acestea pot fi clasificate după cum urmează:

1. Retardanți cu flacără compozită cu halogen-anorganic

   • Componente de bază: Constau în primul rând din ignificii cu flacără halogenată (cum ar fi etan decabromodifenil, rășini epoxidice bromate etc.) și retardanți anorganici de flacără (cum ar fi trioxidul de antimoniu, hidroxidul de magneziu, hidroxidul de aluminiu etc.).

   • Mecanism: Retardanții cu flăcări halogenate eliberează radicali halogeni în timpul combustiei, care captează radicalii produse de descompunerea termică a polimerului, întrerupând reacția în lanț de combustie. Compuși anorganici precum trioxidul de antimoniu ( $S{b}_2{O}_3$ ) acționează ca un Sinergist Aici. Reacționează cu ignifugul halogenat pentru a forma halogene de antimoniu mai eficiente (cum ar fi $SbC{l}_3$ or $SbB{r}_3$ ), îmbunătățirea în continuare a efectului de retardare a flăcării în faza de gaz. Mai mult, hidroxizii anorganici precum magneziul și hidroxidul de aluminiu absoarbe căldura pe măsură ce se descompun și eliberează vaporii de apă pentru a dilua gazele inflamabile, formând o barieră fizică care asigură retardanța în flacără în fază solidă.

   • Aplicații: Utilizat în principal în termoplastice precum polistiren și polipropilenă, precum și în izolarea cablurilor și alte materiale izolatoare.

2. Fosfor compozit cu flacără compozită cu nitrogeni

   • Componente de bază: Compus în principal din compuși care conțin fosfor (cum ar fi fosfor roșu, esteri fosfat, fosfat de poliamoniu-PAP, etc.) și compuși care conțin azot (cum ar fi melamina, cianuratul melaminei-MCA, guanidină etc.).

   • Mecanism: Efectul sinergic al acestui tip de retardant de flacără este extrem de semnificativ. Compușii care conțin fosfor deshidratați atunci când sunt încălziți pentru a forma un strat de char, ceea ce creează o barieră densă pe suprafața materialului. Această barieră izolează materialul de căldură, oxigen și gaze inflamabile, servind ca un Retardarea flăcării în fază solidă mecanism. În același timp, compușii care conțin azot se descompun la temperaturi ridicate pentru a produce gaze necombustibile (cum ar fi $N_2$ şi $N{H}_3$ ) Aceste gaze diluează eficient concentrația de gaze inflamabile, obținând un Retardant în flacără în fază de gaz efect. Compușii care conțin azot promovează, de asemenea, formarea stratului de char, stimulând în continuare performanța retardantului de flacără.

   • Aplicații: Utilizate pe scară largă în poliuretane, rășini epoxidice, poliolefine și alte câmpuri, în special în cazul în care protecția mediului este o considerație esențială, cum ar fi în electronice, materiale de construcție și transport.

3. Retardanți de flacără compozită intumescentă (IFR)

   • Componente de bază: IFRS sunt în mod inerent un sistem compus, care conține de obicei trei componente cheie:

     • Sursa acidă: Se deshidratează sursa de carbon pentru formarea CHAR, cum ar fi fosfatul de poliamoniu (APP), acidul boric sau acidul fosforic.

     • Sursa de carbon: O substanță care poate fi catalizată de sursa de acid pentru a forma un strat de char la temperaturi ridicate, cum ar fi pentaerythritol, amidon sau sorbitol.

     • Sursa de gaz: Se descompune la temperaturi ridicate pentru a produce gaze necombustibile, determinând umflarea stratului de cărbune și spumă, cum ar fi melamina sau guanidina.

   • Mecanism: Mecanismul IFRS este un exemplu clasic de Retardarea flăcării în fază solidă . Când este încălzit, sursa de acid produce acid, ceea ce face ca sursa de carbon să se deshidraze și să formeze Char. Simultan, sursa de gaz se descompune și produce gaze care determină formarea stratului de char să se spumeze și să se extindă. Acest lucru duce la un strat de spumă poros gros, necombustibil, poros, pe suprafața materialului. Acest strat de spumă nu numai că izolează materialul de oxigen și căldură, dar împiedică eliberarea de gaze inflamabile, obținând un rezultat extrem de eficient retardant la flacără.

   • Aplicații: Utilizat pe scară largă în materiale plastice, textile, acoperiri și adezivi. Sunt foarte favorizați pentru ei fără halogen și ecologic proprietăți.

2. Clasificare prin forma de ignifug și compatibilitate

În plus față de mecanismul lor, retardanții de flăcări compuse pot fi, de asemenea, clasificate după forma lor fizică și compatibilitatea cu materialul de bază:

1. Pulbere compozite cu flacără compozită

   • Caracteristici: Două sau mai mulți ignifugați de flacără sunt pur și simplu amestecate ca pulberi de micronă sau nano, de obicei un amestec de ignificii anorganici și organici.

   • Avantaje: Proces de producție simplu și costuri relativ mici.

   • Dezavantaje: Poate suferi de o dispersie neuniformă a pulberii, ceea ce afectează stabilitatea efectului de retardare a flăcării.

   • Exemple: Un amestec de trioxid de antimoniu și etan decabromodifenil.

2. Retardanți de flacără compozit Masterbatch

   • Caracteristici: Mai multe retardanți cu flacără sunt dispersate în prealabil într-un purtător de polimer pentru a crea peleți cu concentrare ridicată (MasterBatches).

   • Avantaje: Retardanții de flacără sunt dispersate uniform în materialul de bază, îmbunătățind stabilitatea și consistența efectului retardant la flacără. Formularul Masterbatch facilitează, de asemenea, manipularea și procesarea și reduce poluarea prafului.

   • Dezavantaje: Cost de producție relativ ridicat, necesitând o selecție atentă a unei rășini de transport adecvate.

   • Exemple: Un masterbatch retardant de flacără realizat prin amestecarea retardanților de flacără cu fosfor-nitrogen cu un purtător de polipropilenă.

3. Retardanți microencapsulați cu flacără compozită

   • Caracteristici: Retardanții de flacără sunt încapsulate într-un polimer sau alt material de perete microcapsulă, formând o structură de coajă de miez la nivelul micronului.

   • Avantaje: Rezolvă problema compatibilității slabe între ignifugarea flăcării și matricea polimerică, reducând migrația și sângerarea aditivilor. De asemenea, protejează întârzierea flăcării de căldură și umiditate, îmbunătățindu -și stabilitatea termică.

   • Dezavantaje: Procesul de pregătire este complex și costisitor.

   • Exemple: Fosfor roșu microencapsulat, unde coaja exterioară previne eficient oxidarea și hidroliza fosforului roșu, rezolvând probleme de siguranță în timpul utilizării sale.

Concluzie

Retardanți de flăcări compozite ( Sisteme sinergice de ignificii cu flacără ) au devenit o direcție crucială în dezvoltarea tehnologiei ignifuge cu flacără datorită efectelor lor sinergice unice. Acestea îmbunătățesc performanța reglementată a materialelor, luând în considerare în același timp prietenia și procesabilitatea mediului. Pe măsură ce cererea de materiale ecologice și de înaltă performanță continuă să crească, cercetările viitoare se vor concentra pe dezvoltarea sistemelor compozite noi, eficiente, fără halogen, cu sumă scăzută și cu toxicitate scăzută. Aceste sisteme vor încorpora tehnologii avansate precum nanotehnologia și microencapsularea pentru a realiza descoperiri în aplicații cu mai multe valori adăugate.