Flammschutzmittel in Kunststoffen: Vergangenheit und Gegenwart

Flammschutzmittel in Kunststoffen: Vergangenheit und Gegenwart

Flammschutzmittel sind eine Klasse von Chemikalien, die speziell entwickelt wurden, um Polymeren in bestimmten Brandrisikosituationen einen passiven Brandschutz zu bieten. Der Brandschutz von Flammschutzmitteln kann von der Flammverzögerung variieren und das Wachstum der Flammenausbreitung/Wärmefreisetzung bis zur Reduzierung von Rauch- und giftigen Gasen verlangsamen. Bei ordnungsgemäßer Auswahl und Verwendung können Flammschutzmittel verwendet werden, um eine Vielzahl von Sicherheitsmaßnahmen zu implementieren. Es ist wichtig zu beachten, dass jede Flammschutzlösung für ein bestimmtes Polymer und bestimmte Tests angepasst werden muss. Mit anderen Worten, Flammschutzmittel sind Chemikalien, die in Thermoplastik, Thermosets, Textilien und Beschichtungen verwendet werden, um die Ausbreitung des Feuers zu verhindern oder zu widerstehen.

Flammschutzmittel sind eine Art Polymer -Additiv, der während des Herstellungsprozesses zu Kunststoff zugesetzt wird, um dem Kunststoff spezifische Vorteile zu bringen, die das Basispolymer für sich nicht liefern kann (z. B. bessere mechanische, thermische oder elektrische Eigenschaften, Farbe, Sauerstoff oder UV -Schutz). Ein wichtiger Punkt zu verstehen ist, dass es keinen universellen Flammschutzmittel gibt, da ein Material, das in einem bestimmten Test gut mit einem Polymer funktioniert, in einem anderen Test möglicherweise nicht mit demselben Polymer funktioniert, oder mit einem anderen Polymer in demselben Test. Jede Flammschutzanwendung muss einen bestimmten Test für ein bestimmtes Polymer haben. Die Entwicklung neuer flammhemmender Anwendungen erfordert eine ordnungsgemäße Forschung und eine sorgfältige Beobachtung der Polymerchemie, des Polymer -thermischen Zersetzungsverhaltens und der flammhemmenden Mechanismen.

The global flame retardants industry market size was USD 7.2 billion in 2022, growing at a CAGR of about 5.1% and is expected to reach USD 9.7 billion by 2028. Important applications include aerospace, automotive, electronic and electrical products, carpets, textiles, mass transportation (trains, ships, and subways), building and construction, military, and wire and cable.

Die häufigsten Flammschutzmittel sind bromierte Flammschutzmittel, die aufgrund ihrer großen Wirksamkeit in einer Vielzahl von Polymeren und Anwendungen sowie ihrer geringen Kosten häufig eingesetzt werden. Diese Materialien waren bereits in den 1930er Jahren bekannt und haben sich als wirksam erwiesen. Die Verwendung einiger Flammschutzmittel machte jedoch Umwelt- und Gesundheitsbedenken und musste eingestellt werden. Beispielsweise wurden polychlorierte Biphenyle (PCBs) 1977 verboten, nachdem festgestellt wurde, dass sie toxisch waren. Die EU verbot 2008 mehrere PBDEs, 10 Jahre nachdem sich PBDEs in Schweden in der Muttermilch ansammelt.

In Bezug auf Umweltfragen haben zwei große Umweltverträge die Aufmerksamkeit der Öffentlichkeit auf sich gezogen und zu einer allgemeinen Ablehnung von Chemikalien in der westlichen Welt geführt. Dazu gehören der Great Smog of London (Großbritannien, 1952) und das Cuyahoga River Fire (in der Nähe von Cleveland, Ohio, USA, 1969), wo die falsche Handhabung der Chemikalien dazu führte, dass der Fluss das Feuer fing und eine große Anzahl von Todesfällen verursachte. In 2006 wurde der letzte große Produzent von Pentabde und Octabde (Great Lakes Chemical Company, jetzt Teil von Chemtura) freiwillig diese Chemikalien vom Markt zurückziehen. Im Jahr 2006 zog der letzte große Produzent von Pentabde und Octabde (Great Lakes Chemical Corporation, heute Teil von Chemtura) freiwillig Chemikalien zurück, und die US -Umweltschutzbehörde (E PA) regulierte sie fest, um sicherzustellen, dass sie keine bedeutenden neuen Nutzungen für sie geben würden.

Darüber hinaus veröffentlichte die Chicago Tribune im Mai 2012 einen informativen Artikel, in dem ein Verbot der Verwendung der gesamten Klasse von Flammschutzmitteln gefordert wurde. In dem Artikel erwähnte die Chicago Tribune, dass toxische Chemikalien, die in plastischen Produkten verwendet wurden, mit schwerwiegenden Gesundheitsproblemen in Verbindung gebracht wurden, einschließlich Krebs, Entwicklungsprobleme, neurologischen Mängel und beeinträchtigter Fruchtbarkeit.

Angesichts der oben genannten Nachteile von Flammschutzmitteln dürfen seit Jahrzehnten Flammschutzmittel, die seit Jahrzehnten verwendet werden, wie bromisierte Diphenylether (BDEs) und Hexabromocyclododecan (HBCD), nach Ende 2013 oder 2014 nicht mehr verwendet werden.

Angesichts all dieser Bedenken erwägen Flammschutzmittelhersteller die Einführung einer Reihe verschiedener Flammschutzmittel, die für die Umwelt nicht schädlich sind und keine Gesundheitsprobleme verursachen.

Was ist neu mit Flammschutzmitteln?

Mit dem Verbot brominierter Flammschutzmittel haben viele Unternehmen neue Alternativen eingeführt. In vielen Fällen ist die Alternative ein polymerisiertes brominiertes Polymer oder ein nicht-halglierter Flammhemmung. Dies liegt daran, dass polymere Materialien tendenziell einen viel geringeren Umwelteinfluss (niedrige Bioakkumulation und Toxizität) als kleine Moleküle -Materialien aufweisen. Die Verwendung von polymeren Flammschutzmitteln wird wahrscheinlich fortgesetzt, da die Hersteller von Flammenhemmungen diese Technologie weiter vorantreiben. Tatsächlich bieten polymerisierte Flammschutzmittel aus Produktionspunkten eine Reihe von Vorteilen gegenüber den von ihnen ersetzten Flammschutzmitteln. Insbesondere können sie leichter zu Kunststoff in Plastik schmelzen und eine bessere Eigenschaften im endgültigen Kunststoffprodukt liefern, was eher eine Polymer-/Polymermischung als ein Polymer mit Füllstoffen/Zusatzstoffen ist.

Neue kommerzielle nicht-halglierte Flammschutzmittel

Die erste Klasse neuer nicht-halglierter Flammschutzmittel sind polymere/isomere Phosphonatverbindungen. Alle diese Additive und Oligomere können geschmolzen, mit anderen Polymeren zusammengesetzt oder direkt als von Natur aus flammhemmende Materialien verwendet werden. Sie wurden in einer Vielzahl von Anwendungen wie Fasern, Elektronik, Transport (Luft- und Raumfahrt, Zügen), Gebäude und Bau verwendet. Die effektivsten Polymere scheinen solche zu sein, die im Polymer Rückgrat Sauerstoff enthalten, einschließlich Polycarbonaten, Polyestern [ungesättigtes Polyethylen -Terephthalat, Polybutylen -Terephthalat], thermoplastischen Polyurethanen und Epoxyharten.

Schutzbeschichtungen - Neue Flammschutzmethoden

Eine weitere Methode zum Erreichen des flammhemmenden Schutzes in thermoplastischen Materialien ist die Verwendung von Schutzbeschichtungen. Es gibt zwei Hauptmethoden mit Thermoplastik. Der erste ist die Verwendung von Infrarot -Reflexionsbeschichtungen auf Thermoplastik, so dass sich das Material nie genug erwärmt, um sich thermisch zu zersetzen und zu entzünden.

Die andere Methode zur Schutzbeschichtung ist die Verwendung von Schicht-für-Schicht-Beschichtungen (LBL). Diese Methode wurde erfolgreich auf Textilien und Schäumen angewendet.

Flammschutzmittel für plastische additive Fertigung

Im vergangenen Jahr hat eine völlig neue Technologie neue Märkte, neue Anwendungen und das Potenzial eröffnet, noch mehr Unternehmen die Herstellung von Kunststoffprodukten zu verleihen. Die Technologie, die diese Explosion verursacht hat, ist die additive Herstellung oder 3D -Druck. Die additive Fertigungstechnologie hat das Potenzial, künstliche Teile, Designs und Formen in Reichweite zu bringen, in vielerlei Hinsicht sehr ähnlich der Art und Weise, wie die Druckmaschine den Text allgegenwärtiger gemacht hat.

Die Frage ist, wie entstanden Flammschutzmittel.

Die Antwort finden Sie in der Anwendung von gedruckten Teilen. Insbesondere geht es darum, die Verwendungen der gedruckten Teile und alle mit diesen Verwendungen verbundenen Brandrisiken zu untersuchen.

Wenn Sie nur ein Spielzeug oder eine ordentliche Form drucken, die als Modell verwendet wird, ist jeder Kunststoff, der mit dem 3D -Druckvorgang kompatibel ist, akzeptabel. Wenn Sie jedoch ein individuelles Gehäuse oder benutzerdefinierte Teile für eine elektronische Anwendung vornehmen, besteht möglicherweise ein verbundenes Brandrisiko. Wenn es ein Kurzschaltkreis in der Nähe des plastischen Teils besteht, kann eine Flammenhemmung erforderlich sein, und gemeinsame Thermoplastik, die für den 3D -Druck verwendet werden (typischerweise Hüften oder ABS), können diesen Bedarf möglicherweise nicht erfüllen.

Zusätzlich zu all diesen Entwicklungen im Bereich Flammschutzmittel wurden verschiedene Konferenzen international abgehalten, in denen Experten auf diesem Gebiet zusammengekommen sind, um zu diskutieren, wie Flammschutzmittel, die keine Bedrohung für die Umwelt und die biologische Gesundheit darstellen, darstellen. Wir alle sind uns einig, dass Flammschutzmittel notwendig sind, weil sie Brände verhindern, aber Flammschutzmittelhersteller versuchen sollten, Formulierungen zu erstellen, die die Gesundheit aller Lebewesen nicht gefährden und gleichzeitig die Sicherheit der Umwelt sicherstellen.

Die oben genannten ist die Einführung der vergangenen und gegenwärtigen Inhalte des Flammeshemmends, wenn Sie weiterhin mit uns diskutieren möchten, willkommen, uns zu kontaktieren!