Was ist der Flammschutzmechanismus und der Entwicklungstrend von Flammschutzmitteln mit rotem Phosphor?

Was ist der Flammschutzmechanismus und der Entwicklungstrend von Flammschutzmitteln mit rotem Phosphor?

In der praktischen Anwendung der Kunststoffproduktion ist es für die Form und Struktur besonders komplexer Kunststoffprodukte oft schwierig, nach dem Spritzgießen verschiedene Verbindungstechnologien zum Verbinden der Spritzgussteile einzusetzen. Als effiziente Möglichkeit zur Verbindung von Kunststoffprodukten kann die Ultraschallschweißtechnologie die Produktproduktionszeit verkürzen und die Produktionseffizienz verbessern.

Bei der flammhemmenden Modifizierung von Polymermaterialien hören wir oft sagen, dass weißer Phosphor, gelber Phosphor und roter Phosphor, wie aus ihren Namen hervorgeht, eine andere Farbe des Phosphors seien. Weißer Phosphor und gelber Phosphor beziehen sich jedoch auf eine Substanzart, und gelber Phosphor ist ein gelber, wachsartiger Feststoff, der durch teilweise Oxidation von weißem Phosphor entsteht, während weißer Phosphor und roter Phosphor chemisch gesehen zu Isotopen gehören, genau wie Diamant und Graphit, die gehören zu verschiedenen Monomeren desselben Elements. Als nächstes sprechen wir über die strukturellen Eigenschaften, die flammhemmenden Eigenschaften, den flammhemmenden Mechanismus und den Entwicklungstrend von rotem Phosphor.

Strukturelle Eigenschaften AFlammhemmende Eigenschaften Of Phosphorhaltige Flammschutzmittel

1. StruStrukturelle Eigenschaften von Flammschutzmitteln mit rotem Phosphor

Chemisch gesehen bestimmt die Struktur die Eigenschaften. Da roter Phosphor und weißer Phosphor sehr unterschiedliche Strukturen haben, sind ihre Eigenschaften nicht gleich. Roter Phosphor ist an der Luft stabil, während sich weißer Phosphor an der Luft spontan entzündet; Roter Phosphor ist grundsätzlich ungiftig, während weißer Phosphor hochgiftig ist; Roter Phosphor kann als Flammschutzmittel verwendet werden, während weißer Phosphor als Brandbombe verwendet werden kann. Strukturelle Zusammensetzung, weißer Phosphor besteht aus P4-Molekülen, die Phosphoratome im Molekül bilden eine orthotetraedrische Struktur, roter Phosphor besteht ebenfalls aus P4-Molekülen, aber die Bindungen seiner konstituierenden Moleküle weisen einen Bruch und eine Polymerisation auf, um eine makromolekulare Struktur zu bilden Man kann sagen, dass roter Phosphor eine anorganische makromolekulare Substanz ist. Seine Summenformel kann als (P4)n geschrieben werden (n gibt den Polymerisationsgrad an). Hinweis: Isoliert von der Luft erhitzter weißer Phosphor erzeugt roten Phosphor.

Roter Phosphor (RP) oder roter Phosphor hat das Aussehen eines roten bis tief purpurroten Pulvers, das in Wasser, verdünnten Säuren und vielen organischen Lösungsmitteln unlöslich ist, aber in wasserfreiem Ethanol, Phosphortribromid und wässrigem Natriumhydroxid schwer löslich ist. Wenn roter Phosphor an der Luft auf 200 °C erhitzt wird, entzündet er sich und erzeugt P2O5. Darüber hinaus kann roter Phosphor auch brennen, wenn er in Chlorgas erhitzt wird. Da sich das Phosphorelement in rotem Phosphor im niedrigen Wertigkeitszustand (Nullwertigkeit) befindet, kann es bei Mischung mit KClO3, KMnO4, Peroxid und anderen starken Oxidationsmitteln explodieren, wenn die Bedingungen geeignet sind.

2. Flammhemmende Eigenschaften von Flammschutzmitteln mit rotem Phosphor

Rotes Phosphor-Flammschutzmittel ist das flammhemmende Phosphor-Flammschutzmittel mit dem höchsten Phosphorgehalt im Kampf gegen Brände. Seine Typen sind ebenfalls kompliziert und vielfältig und können je nach funktionellen Komponenten in halogenierte Flammschutzmittel, Phosphor-Flammschutzmittel und andere unterteilt werden Flammschutzmittel, Phosphor-Flammschutzmittel, seine Anwendung ist sehr breit, der Status des halogenierten Flammschutzmittels und mit der Anschuldigung von Menschen, die die Wahrheit der halogenierten Flamme nicht kennen Flammschutzmittel und Infragestellung sowie Halogenmonopol des Unternehmens Angesichts der Anschuldigungen und Infragestellung von halogenierten Flammschutzmitteln durch Unbekannte und der Preiserhöhung verschiedener Unternehmen mit Halogenmonopolisierung wird das Phosphorsystem immer mehr bevorzugt. Roter Phosphor hat als Bestandteil der phosphorbasierten Flammschutzmittel eine höhere Flammschutzwirkung als andere phosphorbasierte Flammschutzmittel, da er nur das flammhemmende Element Phosphor enthält, und dies gilt auch dann, wenn die Flammschutzmittelmenge sehr gering ist . In einigen Fällen ist die Flammschutzwirkung von rotem Phosphor sogar etwas besser als die von halogenierten Flammschutzmitteln.

Darüber hinaus wurde berichtet, dass kein Flammschutzmittel auf Phosphorbasis mit rotem Phosphor für PET (Polyethylenterephthalat) mithalten kann. Für das Substrat ist das zugesetzte Flammschutzmittel schließlich ein Fremdstoff, und wenn die beiden Seiten schlecht aufeinander abgestimmt sind, kann die hervorragende Leistung des Substrats selbst leicht beeinträchtigt werden. Während Sie roten Phosphor hinzufügen, fügen Sie eine kleine Menge hinzu, um die erforderlichen flammhemmenden Eigenschaften zu erzielen, damit die ursprüngliche Vorzüglichkeit des flammhemmenden Substrats leichter erhalten bleibt. Darüber hinaus hat roter Phosphor einen hohen Schmelzpunkt und eine schlechte Löslichkeit, was sich im Vergleich zu anderen Flammschutzmitteln positiv auf die Aufrechterhaltung bestimmter physikalischer Eigenschaften von Polymeren auswirkt. Schließlich ist der Rauch von rotem Phosphor klein, hat eine geringe Toxizität und eine breitere Anwendung, kann allein verwendet werden, kann auch mit anderen Flammschutzmitteln geteilt werden und kann in großem Umfang in flammhemmenden Polyolefinen, Polystyrol, Polyester, Polyurethan, Nylon, Polycarbonat, Polyformaldehyd und Epoxidharz verwendet werden Harze, Gummi, Textilien usw.

Probleme Of RHrsg PPhosphorus Flahm Rverzögernd

Wie das Sprichwort sagt: „So etwas wie Gold gibt es nicht, so etwas wie Perfekt gibt es nicht“, weist auch der flammhemmende rote Phosphor viele Mängel auf, vor allem in den folgenden sechs Aspekten:

1. Korrosion des Untergrundes

Roter Phosphor kann als Trockenmittel verwendet werden, hat eine starke Wasseraufnahme, nachdem er Wasser absorbiert hat, um H3PO2, H3PO3, H3PO4 und andere Substanzen zu erzeugen, zu diesem Zeitpunkt roter Phosphor aufgrund der Viskositätszunahme und des Mobilitätsverlusts, der von der produzierten Phosphorsäure Die Aufnahme von Wasser gehört zu den saugfähigeren Stoffen, so dass sich letztere in schlammartige Stoffe verdünnen. Wenn daher der rote Phosphor Polymermaterialien zugesetzt wird, wird der rote Phosphor in der Oberflächenschicht des Materials im Laufe der Zeit aufgrund von Feuchtigkeitsaufnahme und Korrosion der Oberfläche des Produkts oxidiert und verliert dann seinen Glanz und einiges davon Die ursprünglichen Eigenschaften werden beeinträchtigt, was noch schlimmer ist: Diese Korrosion breitet sich langsam auf die innere Schicht des Materials aus.

2. DSchwierigkeiten bei der Kompatibilität

Anorganische und organische Stoffe sind immer schwer verträglich, da die Verträglichkeit von anorganischem rotem Phosphor und organischem Harz von Natur aus nicht gut ist und nicht nur schwer zu dispergieren ist, sondern auch Ausfällungen auftreten, so dass die Viskosität des Harzes ansteigt, was viel bringt Dies führt zu Unannehmlichkeiten bei der späteren Verarbeitung und Verwendung des Harzes (Gießen, Imprägnieren, Extrudieren usw.) und führt in schwerwiegenden Fällen zu einer Verschlechterung der Leistung des Materials.

3. PVerschmutzung der Umwelt

Die Natur des Materials ist stabil, im Allgemeinen relativ (auf philosophischer Ebene ist Stabilität relativ, Instabilität ist absolut), daher kommt es bei längerem Kontakt des roten Phosphors mit der Luft zu einer langsamen chemischen Reaktion bei der Bildung von Phosphor -haltige Sauerstoffsäure, sondern setzt gleichzeitig ein hochgiftiges PH3-Gas frei, das die Umwelt verschmutzt. PH3-Gas, die anderen Aromen, der Autor wurde ohnehin nicht darüber informiert, was der Grund für die Entstehung des roten Phosphor-Flammschutzmittels ist. Auf jeden Fall ist der Geruch von thermoplastischen Elastomeren, die mit rotem Phosphor flammhemmend sind, größer als der von Brom-Flammschutzmitteln und Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel.

4. Anwendungsbeschränkungen

Aufgrund der Hygroskopizität und Instabilität von rotem Phosphor wirkt sich die Zugabe zu Kunststoffprodukten auf die physikalischen Eigenschaften der Produkte aus, insbesondere auf das Austreten schwacher Substanzen Komponenten und die Isolierung von Hochspannungskomponenten, wodurch der Einsatz von rotem Phosphor im Bereich elektrischer Komponenten als Flammschutzmittel eingeschränkt wird.

5. Flammenexplosion

Obwohl roter Phosphor als Flammschutzmittel verwendet werden kann, ist er selbst brennbar, insbesondere wenn roter Phosphor auf ihn einwirkt, ist es wahrscheinlicher, dass er sich entzündet, so dass bei trockenem roten Phosphorstaub die Gefahr einer Verbrennung und Explosion besteht und er ebenfalls klassifiziert ist als gefährliche Chemikalie in China.

6. Färbendes Substrat

Im Vergleich zu anderen weißen flammhemmenden Stoffen lässt sich die tiefviolette rote Farbe von rotem Phosphor leicht flammhemmenden Produkten einfärben, was die Kontrolle der Farbe der hergestellten Produkte erschwert oder die Kosten für die Farbmischung erhöht.

Flammhemmendes Prinzip Of Flammschutzmittel mit rotem Phosphor

Phosphormonomere sind brennbar, aber im Harz wirken roter Phosphor und andere phosphorhaltige Zusatzstoffe nicht rein oxidierend, die phosphorhaltigen Zusatzstoffe befinden sich hauptsächlich in der kondensierten Phase und der flammhemmende Mechanismus ist wie folgt

1. Bildung und hessen rBildung eEffekte

Die Bildung von Phosphorsäure oder Polyphosphorsäure als Dehydratisierungsmittel, die Bildung einer hochviskosen, geschmolzenen, glasigen und dichten karbonisierten Schicht auf der Oberfläche der brennbaren Stoffe, die Bildung von Kohlenstoff verringert die Wärmeleitung von der Flamme zur kondensierten Phase.

2. Hitze aAbsorption durch phosphorisch acid und chemisch chängt

Phosphorsäure absorbiert Wärme, da sie die Oxidation von CO zu CO2 verhindert und den Erhitzungsprozess reduziert.

Es treten folgende Veränderungen auf: Phosphor flammhemmend → Phosphorsäure Bi → Phosphorsäure → Polymetaphosphorsäure, Polymetaphosphorsäure ist eine nichtflüchtige stabile Verbindung, mit starker Dehydratisierung, in der von der Luft isolierten Polymeroberflächenmischung, aus der Wasser absorbiert wird Eine große Menge Wärme, so dass bei der thermischen Zersetzung des Polymeroberflächen-Flammschutzmittels flüchtiges Phosphid freigesetzt wird, zeigt die Massenspektrometrie, dass die Konzentration der gespeicherten Wasserstoffatome stark reduziert ist, was darauf hindeutet, dass das Rot Phosphorzersetzung der PO-, HPO-Radikale, Einfangen der H-, HO-Radikale, die bei der Verbrennung von Makromolekülen entstehen, d. h. PO- + H- = HPO.

3. Schützend lAyer und syergistisch flahm rverzögernd mMechanismus

Auf der kondensierten Phase bildet sich eine dünne glasige oder flüssige Schutzschicht, die die Sauerstoffdiffusion sowie den Wärme- und Stofftransport zwischen der Gasphase und der festen Phase verringert, den Kohlenstoffoxidationsprozess hemmt und die thermische Zersetzung phosphorhaltiger Flammschutzmittel verringert.

Der Flammschutzmechanismus jedes phosphorbasierten Flammschutzmittels ist eine Kombination dieser drei und erzeugt einen synergistischen Flammschutzeffekt, wobei genau dieser Mechanismus von der Struktur des Flammschutzmittels und der brennbaren Stoffe dominiert wird.

4. Mikroverkapselt rHrsg pPhosphorus flahm rverzögernd mMechanismus

Mikroverkapselter flammhemmender Mechanismus mit rotem Phosphor: Der flammhemmende Mechanismus mit beschichtetem rotem Phosphor hat im Polymer die folgenden Aspekte, nämlich die Bildung von Phosphorsäurederivaten bei der Verbrennung, die die Rolle eines Wärmeadsorptionsmittels spielen und die Verbrennung weiterer Vorkommnisse verhindern ; Retention freier Radikale, Verbesserung der thermischen Stabilität; reagieren mit Sauerstoff, um eine Phosphor-Sauerstoffkapselung zu bilden, und setzen die Reaktion mit dem Polymer fort, was zur Bildung einer vernetzten Struktur führt, um die Phosphor-Sauerstoff-Vernetzung der karbonisierten Schicht zu erreichen; und die Umweltreaktion mit Sauerstoff zur Erzeugung von sauerstoffhaltigem Phosphor; und die Umwelt Reagieren Sie mit Sauerstoff in der Umgebung, um sauerstoffhaltiges Phosphat zu erzeugen. Dieses sauerstoffhaltige Phosphat weist eine starke Hygroskopizität auf, kann die Oberflächentemperatur des brennenden Polymers senken, während es die Oberflächenfeuchtigkeit des Polymers fördert und gleichzeitig die Oberflächenkarbonisierung von fördert das Polymer.

Der flammhemmende Mechanismus von rotem Phosphor wird normalerweise in der kondensierten Phase betrachtet, wobei bei der Verbrennung von rotem Phosphor ein flammhemmendes Polymer hinzugefügt wird. Roter Phosphor wird zuerst oxidiert und erzeugt Phosphorsäure, dann Phosphorsäure und weitere Dehydratisierung, um Metaphosphorsäure und Poly(metaphosphorsäure) zu erzeugen Säure), die auf der Polymeroberfläche eine Schicht aus nicht brennbarer Flüssigkeit bildet; Gleichzeitig kommt es aufgrund der starken entwässernden Wirkung von Metaphosphorsäure und Poly(metaphosphorsäure) zu einer Entwässerung der Oberfläche des Polymermaterials und zur Bildung einer dichten Verkohlungsschicht. Gleichzeitig wird aufgrund der starken dehydrierenden Wirkung von Metaphosphorsäure und Poly(metaphosphorsäure) die Oberfläche des Polymermaterials dehydriert und karbonisiert, wodurch eine dichte karbonisierte Schicht entsteht. Einerseits sorgen der Flüssigkeitsfilm und die karbonisierte Schicht für eine Wärme- und Sauerstoffisolierung und verhindern gleichzeitig wirksam die Diffusion brennbarer Gase, die durch die Polymerzersetzung bei hohen Temperaturen entstehen, wodurch die Verbrennung des Materials gehemmt und der Flammenzweck erreicht wird Verzögerung. Im Vergleich zu anderen additiven Phosphor-Flammschutzmitteln weist roter Phosphor einen hohen Phosphorgehalt auf. Um das gleiche Maß an Flammschutzmittel zu erreichen, ist die Menge an zugesetztem rotem Phosphor daher geringer als bei anderen Flammschutzmitteln, und das Polymer mit seinem Flammschutzmittel weist bessere physikalische und mechanische Eigenschaften auf.

Der flammhemmende thermoplastische Gummi TPV mit rotem Phosphor und das thermoplastische Elastomer TPE-S können das UL94 V0-Niveau von 1,6 mm erreichen, und die mechanischen Eigenschaften liegen über der Verwendung von flammhemmendem Brom-Elastomer.

Die Entwicklung Tzerreißen Of RHrsg PPhosphorus Flahm Rverzögernd

1. Beschichtungstechnologie

Derzeit gibt es einige vorläufige Untersuchungen zur Beschichtungstechnologie von mikroverkapseltem rotem Phosphor, diese sind jedoch nicht systematisch und tiefgreifend genug. Daher ist es notwendig, systematischere und eingehendere Untersuchungen zur Auswahl und Modifikation des Beschichtungskapselmaterials, der Kapselkernbehandlung, der Beschichtungsmethode, der Beschichtungsmethode, der Beschichtungsbedingungen, des Beschichtungsprozesses, der Beschichtungsergebnisse und -effekte (z. B. Filmstruktur, Filmdicke, Partikelgröße und Partikelgrößenverteilung, Weißgrad, Agglomeration und Kompatibilität mit dem Substrat) usw., um eine bessere Flammhemmung zu erzielen. Um bessere Flammschutzeigenschaften zu erzielen.

2. Unterdrückung und Beseitigung von Rauch

Mikroverkapseltes Flammschutzmittel aus rotem Phosphor hat eine Rauchunterdrückung und Rauchwirkung, muss aber noch weiter verbessert werden. Die Rauchunterdrückung und die Rauchleistung müssen noch weiter verbessert werden. Der effektivste Weg könnte darin bestehen, ein geeignetes Rauchunterdrückungsmittel oder Substrat und dessen wirksame Zusammensetzung zu finden.

3. Multifunktionalisierung

Weichmacher ist der größte Verbrauch eines Kunststoffadditivs. Eine der zukünftigen Entwicklungsrichtungen von mikroverkapseltem rotem Phosphor-Flammschutzmittel sollte darin bestehen, das Kapselmaterial mit Modifikation zu beschichten (Methoden können Pfropfen, Copolymerisation, Oberflächenwiederaufbereitung usw. sein). Es kann sowohl eine plastifizierende als auch eine flammhemmende Funktion haben. Darüber hinaus kann es sowohl eine Wärmestabilisierungs- als auch eine flammhemmende Funktion usw. haben, wodurch die Multifunktionalität der mikroverkapselten flammhemmenden Produkte aus rotem Phosphor usw. entwickelt werden kann um die Menge an Kunststoffzusatzstoffen zu reduzieren und die Struktur der Zusatzstoffe zu optimieren. Um die Menge an Kunststoffzusätzen im Material zu reduzieren, die Struktur der Zusatzstoffe zu optimieren und die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern.

4. Kombinierte flammhemmende Synergie

Erforschen Sie die wirksame Mischungsbeziehung zwischen verschiedenen Flammschutzmitteln und Flammschutzmitteln aus rotem Phosphor und machen Sie sie mikroverkapselt, um die Flammschutzwirkung zu verstärken, die Menge des Flammschutzmittels zu verringern, die mechanischen Eigenschaften des Materials zu verbessern und es dann wirksamer zu machen Erreichen Sie den Zweck von Flammschutzmitteln, was auch einer der wichtigen Trends in der Entwicklung der Flammschutzmittelindustrie im In- und Ausland ist.

Der Artikel befasst sich hauptsächlich mit dem Flammschutzmittel aus rotem Phosphor, einschließlich seiner Eigenschaften, Vorteile, Nachteile und dem Flammschutzmechanismus. YINSU Flame Retardant produziert verschiedene Serien von Flammschutzmitteln mit rotem Phosphor, wie z FRP-950, FRP-301, FRP-750, usw. Ihr flammhemmendes Mittel aus rotem Phosphor PG-50 kombiniert rotes Phosphorpulver und Synergisten und bietet einen hohen Phosphorgehalt, hervorragende Flammschutzleistung und benutzerfreundliche Funktionen. Es hat eine hohe Effizienz, erfordert eine geringe Zugabemenge, ist kostengünstig und bietet eine breite Anwendungsvielfalt in Epoxidharzen, Beschichtungen, Elektrogeräten usw. Darüber hinaus ist es das mikroverkapselte Flammschutzmittel mit rotem Phosphor FRP-950 und FRP-8050 einige Nachteile des gewöhnlichen roten Phosphors überwindenEs weist eine gute Kompatibilität und andere Eigenschaften auf, was dazu beiträgt, seine flammhemmende Rolle in verschiedenen Materialien besser zu spielen.