Usporivači gorenja na bazi fosfora vrsta su visokoučinkovitih, pouzdanih i široko korištenih usporivača gorenja koji su privukli značajnu pozornost istraživača. U njihovoj sintezi i primjeni postignuti su izvanredni uspjesi.
1. Primjena usporivača gorenja na bazi fosfora u PP-u
Fizička svojstva polipropilena (PP) igraju ključnu ulogu u njegovoj industrijskoj primjeni. Međutim, njegov ograničeni indeks kisika (LOI) je samo oko 17,5%, što ga čini lako zapaljivim s brzom brzinom gorenja. Na vrijednost PP materijala u industrijskim primjenama utječu i njihova usporavanje plamena i fizička svojstva. Posljednjih godina, mikrokapsulacija i modifikacija površine postali su primarni trendovi u PP materijalima usporavajućim plamen.
Primjer 1: Amonijev polifosfat (APP) modificiran silanskim sredstvom za spajanje (KH-550) i otopinom silikonske smole u etanolu nanesen je na PP materijale. Kada je maseni udio modificiranog APP-a dosegao 22%, LOI materijala se povećao na 30,5%, dok su njegova mehanička svojstva također zadovoljila zahtjeve i nadmašila PP materijale usporivače plamena s nemodificiranim APP-om.
Primjer 2: APP je inkapsuliran u ljusku sastavljenu od melamina (MEL), hidroksil silikonskog ulja i formaldehidne smole putem in-situ polimerizacije. Mikrokapsule su zatim kombinirane s pentaeritritolom i nanesene na PP materijale radi usporavanja plamena. Materijal je pokazao izvrsno usporavanje plamena, s LOI od 32% i ocjenom vertikalnog testa gorenja UL94 V-0. Čak i nakon obrade uranjanjem u vruću vodu, kompozit je zadržao dobru usporavanje plamena i mehanička svojstva.
Primjer 3: APP je modificiran premazivanjem aluminijevim hidroksidom (ATH), a modificirani APP je kombiniran s dipentaeritritolom u masenom omjeru 2,5:1 za upotrebu u PP materijalima. Kada je ukupni maseni udio usporivača gorenja bio 25%, LOI je dosegao 31,8%, ocjena usporavanja gorenja postigla je V-0, a vršna brzina oslobađanja topline značajno je smanjena.
2. Primjena usporivača gorenja na bazi fosfora u PS-u
Polistiren (PS) je lako zapaljiv i nastavlja gorjeti nakon uklanjanja izvora paljenja. Kako bi se riješili problemi poput visokog oslobađanja topline i brzog širenja plamena, usporivači gorenja na bazi fosfora bez halogena igraju ključnu ulogu u usporavanju gorenja PS-a. Uobičajene metode usporavanja gorenja za PS uključuju premazivanje, impregnaciju, četkanje i usporavanje gorenja u fazi polimerizacije.
Primjer 1: Ljepilo za usporavanje gorenja koje sadrži fosfor za ekspandirajući PS sintetizirano je sol-gel metodom korištenjem N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoksisilana i fosforne kiseline. PS pjena za usporavanje gorenja pripremljena je metodom premazivanja. Kada je temperatura prešla 700 °C, PS pjena tretirana ljepilom formirala je sloj ugljena veći od 49%.
Istraživači diljem svijeta uveli su strukture usporivača gorenja koje sadrže fosfor u vinilne ili akrilne spojeve, koji se zatim kopolimeriziraju sa stirenom kako bi se dobili novi kopolimeri stirena koji sadrže fosfor. Studije pokazuju da u usporedbi s čistim PS-om, kopolimeri stirena koji sadrže fosfor pokazuju značajno poboljšani LOI i ostatak ugljena, što ukazuje na superiorniju toplinsku stabilnost i usporavanje gorenja.
Primjer 2: Vinil-terminirani oligomerni fosfatni hibridni makromonomer (VOPP) cijepljen je na glavni lanac PS putem cijepljene kopolimerizacije. Cijepljeni kopolimer pokazao je usporavanje plamena putem mehanizma čvrste faze. Kako se sadržaj VOPP-a povećavao, LOI se povećavao, vršna brzina oslobađanja topline i ukupno oslobađanje topline smanjivali su se, a kapanje taline je nestajalo, pokazujući značajne učinke usporavanja plamena.
Osim toga, anorganski usporivači gorenja na bazi fosfora mogu se kemijski vezati s usporivačima gorenja na bazi grafita ili dušika za upotrebu u usporavanju gorenja PS-a. Metode premazivanja ili četkanja također se mogu koristiti za nanošenje usporivača gorenja na bazi fosfora na PS, značajno poboljšavajući LOI materijala i ostatke ugljena.
3. Primjena usporivača gorenja na bazi fosfora u PA
Poliamid (PA) je lako zapaljiv i tijekom izgaranja proizvodi znatne količine dima. Budući da se PA široko koristi u elektroničkim komponentama i opremi, rizik od požara je posebno ozbiljan. Zbog amidne strukture u svom glavnom lancu, PA se može usporiti plamenom korištenjem različitih metoda, pri čemu se i aditivni i reaktivni usporivači plamena pokazuju vrlo učinkovitima. Među PA-ima koji usporavaju plamen, najčešće se koriste alkil fosfinatne soli.
Primjer 1: Aluminijev izobutilfosfinat (A-MBPa) dodan je u PA6 matricu za pripremu kompozitnog materijala. Tijekom ispitivanja usporavanja plamena, A-MBPa se razgradio prije PA6, formirajući gusti i stabilni sloj ugljena koji je štitio PA6. Materijal je postigao LOI od 26,4% i ocjenu usporavanja plamena V-0.
Primjer 2: Tijekom polimerizacije heksametilendiamina i adipinske kiseline, dodano je 3 težinska % usporivača gorenja bis(2-karboksietil)metilfosfin oksida (CEMPO) za proizvodnju usporivača gorenja PA66. Studije su pokazale da usporivač gorenja PA66 pokazuje superiorniju usporivač gorenja u usporedbi s konvencionalnim PA66, sa značajno višim LOI. Analiza ugljenisanog sloja otkrila je da gusta ugljenisana površina usporivača gorenja PA66 sadrži pore različitih veličina, što je pomoglo u izolaciji prijenosa topline i plina, pokazujući značajne performanse usporavanja gorenja.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Vrijeme objave: 15. kolovoza 2025.
