Fosforil põhinevad leegiaeglustid on teatud tüüpi ülitõhusad, usaldusväärsed ja laialdaselt kasutatavad leegiaeglustid, mis on pälvinud teadlaste märkimisväärset tähelepanu. Nende sünteesimisel ja rakendamisel on tehtud märkimisväärseid edusamme.
1. Fosforipõhiste leegiaeglustite kasutamine PP-s
Polüpropüleeni (PP) füüsikalised omadused mängivad selle tööstuslikes rakendustes olulist rolli. Selle piiratud hapnikuindeks (LOI) on aga vaid umbes 17,5%, mis teeb sellest väga tuleohtliku ja kiire põlemiskiirusega materjali. PP-materjalide väärtust tööstuslikes rakendustes mõjutavad nii nende leegiaeglustus kui ka füüsikalised omadused. Viimastel aastatel on mikrokapseldamine ja pinna modifitseerimine muutunud leegiaeglustavate PP-materjalide peamisteks trendideks.
Näide 1: PP-materjalidele kanti silaansidestusainega (KH-550) ja silikoonvaigu etanoollahusega modifitseeritud ammooniumpolüfosfaati (APP). Kui modifitseeritud APP massifraktsioon saavutas 22%, suurenes materjali LOI 30,5%-ni, samal ajal kui selle mehaanilised omadused vastasid nõuetele ja edestasid modifitseerimata APP-ga leegiaeglustatult töödeldud PP-materjale.
Näide 2: APP kapseldati kohapealse polümerisatsiooni teel melamiinist (MEL), hüdroksüülsilikoonõlist ja formaldehüüdvaigust koosnevasse kesta. Seejärel ühendati mikrokapslid pentaerütritooliga ja kanti leegiaeglustuseks PP-materjalidele. Materjalil oli suurepärane leegiaeglustus, LOI oli 32% ja vertikaalse põlemistesti reiting UL94 V-0. Isegi pärast kuuma veega kastmist säilitas komposiit hea leegiaeglustuse ja mehaanilised omadused.
Näide 3: APP-d modifitseeriti, kattes selle alumiiniumhüdroksiidiga (ATH), ja modifitseeritud APP-d kombineeriti dipentaerütritooliga massisuhtes 2,5:1 PP-materjalides kasutamiseks. Kui leegiaeglusti kogumassifraktsioon oli 25%, saavutas LOI 31,8%, leegiaeglustuse reiting oli V-0 ja maksimaalne soojuseralduskiirus vähenes oluliselt.
2. Fosforipõhiste leegiaeglustite kasutamine PS-is
Polüstüreen (PS) on väga tuleohtlik ja põleb edasi ka pärast süüteallika eemaldamist. Selliste probleemide lahendamiseks nagu suur soojuseraldus ja kiire leegi levik, mängivad halogeenivabad fosforipõhised leegiaeglustid PS-i leegiaeglustuses kriitilist rolli. PS-i levinumad leegiaeglustavad meetodid hõlmavad katmist, immutamist, harjamist ja polümerisatsioonietapi leegiaeglustust.
Näide 1: Fosforit sisaldav leegiaeglustav liim paisuva PS-i jaoks sünteesiti sool-geelmeetodil, kasutades N-β-(aminoetüül)-γ-aminopropüültrimetoksüsilaani ja fosforhapet. Leegiaeglustav PS-vaht valmistati katmismeetodil. Kui temperatuur ületas 700 °C, moodustas liimiga töödeldud PS-vaht üle 49% söestunud kihi.
Teadlased üle maailma on lisanud fosforit sisaldavaid leegiaeglustavaid struktuure vinüül- või akrüülühenditesse, mis seejärel kopolümeriseeritakse stüreeniga, et saada uudseid fosforit sisaldavaid stüreeni kopolümeere. Uuringud näitavad, et võrreldes puhta PS-iga on fosforit sisaldavatel stüreeni kopolümeeridel oluliselt parem LOI ja söejääkide hulk, mis näitab paremat termilist stabiilsust ja leegiaeglustit.
Näide 2: Vinüülrühmaga termineeritud oligomeerne fosfaathübriidmakromonomeer (VOPP) pookiti PS-i peaahelale pookekopolümerisatsiooni teel. Pookekopolümeeril oli tahkefaasilise mehhanismi kaudu leegiaeglustus. VOPP sisalduse suurenedes tõusis LOI, maksimaalne soojuseralduskiirus ja kogu soojuseraldus vähenesid ning sulatise tilkumine kadus, mis näitab olulist leegiaeglustavat toimet.
Lisaks saab anorgaanilisi fosforipõhiseid leegiaeglusteid keemiliselt siduda grafiidi või lämmastikupõhiste leegiaeglustitega, et neid kasutada PS-i leegiaeglustuses. Fosforipõhiste leegiaeglustite PS-ile pealekandmiseks saab kasutada ka katmis- või pintslimismeetodeid, mis parandavad oluliselt materjali LOI-d ja söejääkide hulka.
3. Fosforipõhiste leegiaeglustite kasutamine PA-s
Polüamiid (PA) on väga tuleohtlik ja tekitab põlemisel märkimisväärsel hulgal suitsu. Kuna PA-d kasutatakse laialdaselt elektroonikakomponentides ja -seadmetes, on tuleoht eriti suur. Tänu oma põhiahela amiidstruktuurile saab PA-d leegiaeglustada erinevate meetoditega, kusjuures nii aditiivsed kui ka reaktiivsed leegiaeglustid osutuvad väga tõhusaks. Leegiaeglustavate PA-de seas on alküülfosfinaatsoolad kõige laialdasemalt kasutatavad.
Näide 1: Komposiitmaterjali valmistamiseks lisati PA6 maatriksile alumiiniumisobutüülfosfinaat (A-MBPa). Leegiaeglustustesti käigus lagunes A-MBPa enne PA6-d, moodustades tiheda ja stabiilse söekihi, mis kaitses PA6-d. Materjal saavutas LOI 26,4% ja leegiaeglustuse reitingu V-0.
Näide 2: Heksametüleendiamiini ja adipiinhappe polümerisatsiooni käigus lisati leegiaeglustavat bis(2-karboksüetüül)metüülfosfiinoksiidi (CEMPO) 3 massiprotsenti, et saada leegiaeglustav PA66. Uuringud näitasid, et leegiaeglustav PA66 omas tavapärase PA66-ga võrreldes paremat leegiaeglustit ja oluliselt kõrgemat LOI-d. Söestunud kihi analüüs näitas, et leegiaeglustava PA66 tihe söestunud pind sisaldas erineva suurusega poore, mis aitasid isoleerida soojust ja gaasiülekannet, näidates märkimisväärset leegiaeglustavat toimivust.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Postituse aeg: 15. august 2025
