Der Einfluss des Glasfasergehalt

Der Einfluss des Glasfasergehalt

Glasfaserverstärkte Polypropylen (PP/GF) zeichnet sich durch niedrige Dichte, ausgezeichnete Wärmewiderstand und Kriechwiderstand und ein hohes Kosten-Leistungs-Verhältnis aus. Es wird häufig in Branchen wie Elektronik, Luft- und Raumfahrt und Automobil verwendet, um leichte und dünnwandige Komponenten als Ersatz für Stahl- und Ingenieurkunststoffe herzustellen.

Der limitierende Sauerstoffindex (LOI) von PP beträgt etwa 17,0%und klassifiziert ihn als brennbares Material. Wenn es brennt, erzeugt es eine große Anzahl von Flammenschmelzabfällen und setzt eine erhebliche Menge Wärme frei. Obwohl die Zugabe von GF das Schmelzenabfallphänomen signifikant unterdrückt, führt der 'Wickeffekt ' der GF zu einer längeren Verbrennungsdauer und einer größeren Wärmefreisetzung. Bei anspruchsvollen Anwendungsfeldern ist es erforderlich, PP/GF mit Flammschutzmitteln zu behandeln. In den letzten Jahren haben einige Brom-Antimon-Flammschutzmittel für die Verbrennung toxische Dämpfe erzeugt, was zum Verbot bestimmter Brombasis-Flammschutzmittel wie Decabromodiphenylether durch relevante inländische und internationale Gesetze und Vorschriften führte.

Das Phosphor-Stickstoff-intumeszierende, umweltfreundliche, halogenfreie Flammes-Reparatursystem hat die Vorteile, umweltfreundlich und kostengünstig zu sein, und wurde praktisch auf dem Gebiet der Polyolefin-Materialien angewendet. Beispielsweise enthält Piperazin -Diphosphorsäure (PA pp) Phosphor- und Stickstoffelemente und hat eine relativ hohe Anzahl von Hydroxylgruppen, die sowohl als 'Säurequelle' als auch als 'char Quelle ' im Intumscent -Flamm -Remessystem dienen können. In diesem Artikel werden die Auswirkungen des GF -Gehalts auf die Eigenschaften von PP/GF -Materialien durch Formulierung einer intumeszenten Flammschutzmittel mit PA PP und MPP untersucht, während die Menge der Flammschutzkonstante beibehalten wird.

I. Der Einfluss von Glasfasergehalt (GF) auf die Flammenhemmung

Aus den Abbildungen 1 und 2 kann beobachtet werden, dass die Oberflächen der Proben eine erweiterte Kohlenstoffschicht sowohl während des LOI-Tests (begrenzender Sauerstoffindex) als auch des vertikalen Verbrennungstests bildeten, was darauf hinweist, dass die Flammschutzmittel durch Feststoffphasenexpansion und Char-Bildung fungiert.

Wenn der Inhalt des Flammschutzmittels konstant ist, verbessert eine Zunahme des GF -Gehalts die Flammverzögerung des PP/GF -Materials (wenn GF weniger als 30%beträgt).

Dies liegt daran, dass mit zunehmendem GF -Gehalt einerseits die relative Menge der Matrix -PP abnimmt, was zu einer Verringerung der Menge der brennbaren Fragmente führt, die durch die Pyrolyse der Matrix während des LOI -Tests erzeugt werden. Darüber hinaus nimmt die Schmelzdurchflussrate des Materials mit dem Anstieg des GF -Gehalts ab, was zur Verbesserung des tropfenden Phänomens in dünneren Proben vorteilhaft ist, was es ihnen erleichtert, den vertikalen Verbrennungstest zu bestehen. Andererseits ist es auf den 'Festphasen-Karbonisierung des Flammhemmungsmittels' -Mechanismus des Flammes zurückzuführen, wobei die Kohlenstoffschicht die Oberfläche der Probe effektiv zusammenfasst und von den Hochtemperaturresten der GF nicht 'durchbohrt wird. Die resultierende Isolier- und Sauerstoff-isolierende Schutzschicht verringert das Ausgang brennbarer Materialien und sorgt für bessere flammhemmende Effekte.

Ii. Der Einfluss von Glasfasern (GF) auf die thermische Stabilität

Der Einbau von GF in Polymermaterialien verbessert verschiedene physikalische Eigenschaften wie dimensionale Stabilität und Wärmeauslenkungstemperatur. Die TG-Analyse (thermogravimetrische) kann thermische Zersetzungsparameter von Polymermaterialien sowohl unter sauerstofffreien als auch unter sauerstoffhaltigen Bedingungen liefern, was für die Untersuchung der flammhemmenden Mechanismen von Materialien von entscheidender Bedeutung ist.

Bei der Zugabe von GF steigt der Char -Rendite bei hohen Temperaturen mit zunehmender GF -Gehalt. Wenn der GF-Gehalt auf 25%erhöht wird, steigt die Probe von Probe 4 bei 700 ° C auf 39,4%, was darauf hinweist, dass die Probe bei hohen Temperaturen weniger brennbares Gas erzeugt, was hauptsächlich aus nicht brennbaren festen, kohlenstoffhaltigen Rückständen besteht. Aus Tabelle 3 und Abbildung 4 kann beobachtet werden, dass das Material unter Luftatmosphäre unter dem Einfluss von Sauerstoff einen thermoxidativen Abbau erfährt. Die anfängliche Zersetzungstemperatur der vergleichenden Probe 1 unter Luft wird im Vergleich zur Stickstoffatmosphäre auf 306,4 ° C reduziert, und die anfänglichen Zersetzungstemperaturen der Proben 2 bis 4 werden ebenfalls auf etwa 298 ° C unter Luft reduziert, wobei das Hauptgewichtsverlustintervall zwischen 300 und 500 ° C liegt. Das frühe Stadium beinhaltet die thermooxidative Zersetzung der Matrix-PP zusammen mit der Zersetzung und dem Gewichtsverlust des Flammschutzmittels. Bei hohen Temperaturen erfährt die Kohlenstoffschicht in Gegenwart von Sauerstoff weiter oxidativ. Im Hochtemperaturstadium ist die Zeichenausbeute von Proben mit unterschiedlichem GF-Gehalt höher als die von Probe 1, vor allem, weil GF bei hohen Temperaturen nicht leicht zersetzt wird.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Zugabe von GF die anfängliche thermische Zersetzungstemperatur des flammeintretenden PP/GF-Materials senkt und seine thermische Stabilität bei hohen Temperaturen verbessert.

III. Der Einfluss von Glasfasergehalt (GF) auf die Verbrennungsleistung

Unter dem Einfluss der externen Wärmestrahlung bildet die Flammschutzmittel eine isolierende Schutzschicht, indem sie sich auf die Oberfläche der Proben in das Zeichen ausdehnt. Nach dem Test betrug die erweiterte Dicke der Char -Schicht der vergleichenden Probe 1 ungefähr 2,5 cm. Im Vergleich dazu hatte die Probe 2 mit 15% GF eine erweiterte Schichtschichtdicke auf etwa 6,2 cm.

Mit zunehmendem GF -Gehalt nimmt die Dicke der erweiterten Zeichenschicht ab, wobei die Probe 4 eine reduzierte erweiterte Charschichtschichtdicke auf etwa 5,0 cm zeigt. Dies liegt daran, dass die GF einerseits bei hohen Temperaturen relativ stabil ist und die Hochtemperaturreste von GF als 'Char-Skelett ' während der Ausdehnung der Charschicht fungieren und somit eine Zunahme der Dicke der erweiterten Charschicht auf die Zugabe von GF fördern. Wenn der GF-Gehalt dagegen hoch ist, unterdrückt die größere Menge an Hochtemperatur-GF-Resten auch die Ausdehnung der Zeichenschicht, was zu einer allmählichen Abnahme der Dicke der erweiterten Charschicht führt.

Die Zugabe von GF hatte keinen Einfluss auf verschiedene Verbrennungsparameter des Materials, wie die Spitzenwärmefreisetzungsrate (PHRR), was darauf hinweist, dass die Materialien eine gute Brandsicherheit haben. Darüber hinaus nimmt die relative Menge der Matrix-PP bei der Zugabe von GF als inerte Faser ab, was zu einer Verringerung der Gasphasenbrennstoffe während der Verbrennung führt. Bei hohen Temperaturen besteht die feste Phase aus nicht brennbaren Resten, und die Rückstandszeitkurve zeigt, dass bei der Zugabe von GF der Rückstand bei hohen Temperaturen höher ist, was zu einer geringeren brennbaren Gasemissionen, einer geringeren Wärmefreisetzung während der Verbrennung und einer geringeren Raucherzeugung führt. Gleichzeitig beeinflusste die Zugabe von GF keine verschiedenen Brandschutzindizes des Materials wie den Brandwachstumsratesindex (Figra), das das Verhältnis von PHRR zur Zeit ist, um den PHRR -Peak zu erreichen, und die maximale durchschnittliche Wärmestrahlungsrate (Mahre), die keine signifikanten Veränderungen zeigten.

Iv. Abschluss

Als Reaktion auf die Marktnachfrage nach Halogen-freien Flammschutzmitteln für Polypropylen (PP) hat Guangzhou Yinsu Flame Respardant Company aktiv in Forschung und Entwicklung investiert und erfolgreich eine Vielzahl von halogenfreien Flammschutzmitteln auf den Markt gebracht, die V0- und V2-Bewertungen erreichen können. Dazu gehören intumeszente Flammschutzmittel auf Basis von Piperazin-Diphosphorsäure, rotem Phosphorflammschutzmittel und umweltfreundlichen Flammschutzmitteln mit niedrigem Halogenflammern. Diese Produkte erfüllen nicht nur die Nachfrage des Marktes nach umweltfreundlichen und hochwirksamen Flammschutzmitteln, sondern demonstrieren auch die technischen Stärke und Innovationsfähigkeiten des Unternehmens auf dem Gebiet der Flammschutzmittel.

Zum Beispiel hat das Unternehmen die P-15-Serie P-15-Serie von Halogen-freien Flammschutzmitteln entwickelt, die speziell für Polyolefinprodukte wie Polypropylen (PP) und Polyethylen (PE) entwickelt wurden. Diese Produkte weisen eine hervorragende Carbonisierung und flammhemmende Eigenschaften auf, die den UL-94 V-0-Standard erfüllen können. Darüber hinaus wurde das Red Phosphor-Masterbatch-PPV2-8H des Unternehmens entwickelt, um das herausfordernde Problem der Flammen-Retardanz in recyceltem PP anzugehen. Diese Produkte zeichnen sich durch ihre geringe Ergänzung, gute Dispersionseffekte und Kompatibilität mit verschiedenen Materialien aus. Sie können die Flammdarstellung von Materialien effektiv verbessern und gleichzeitig ihre ursprünglichen physikalischen und chemischen Eigenschaften beibehalten.