Sissejuhatus lämmastikupõhistesse nailonist leegiaeglustitesse

Sissejuhatus lämmastikupõhistesse nailonist leegiaeglustitesse

Lämmastikupõhiseid leegiaeglusteid iseloomustab madal toksilisus, mittesöövitavus, termiline ja UV-stabiilsus, hea leegiaeglustuse efektiivsus ja kulutõhusus. Nende puudusteks on aga töötlemisraskused ja halb dispersioon polümeermaatriksis. Nailonile mõeldud levinud lämmastikupõhised leegiaeglustid on MCA (melamiintsüanuraat), melamiin ja MPP (melamiinpolüfosfaat).

Leegiaeglustav mehhanism hõlmab kahte aspekti:

1. „Sublimatsioon ja endotermiline” füüsikaline mehhanism: leegiaeglustaja vähendab polümeermaterjali pinnatemperatuuri ja isoleerib selle õhust sublimatsiooni ja soojuse neeldumise kaudu.
2. Katalüütiline karboniseerumine ja paisumismehhanism kondenseerunud faasis: Leegiaeglustaja interakteerub nailoniga, soodustades otsest karboniseerumist ja paisumist.

MCA-l on leegiaeglustavas protsessis kahetine funktsioon, soodustades nii karboniseerumist kui ka vahustumist. Leegiaeglustava mehhanismi ja efektiivsuse varieerumine sõltub nailoni tüübist. MCA ja MPP uuringud PA6-s ja PA66-s näitavad, et need leegiaeglustid indutseerivad PA66-s ristseostumist, kuid soodustavad PA6 lagunemist, mille tulemuseks on PA66 parem leegiaeglustav toime kui PA6-s.

1. Melamiintsüanuraat (MCA)

MCA sünteesitakse melamiinist ja tsüanuurhappest vees, moodustades vesiniksidemega adukti. See on suurepärane halogeenivaba, madala toksilisusega ja vähese suitsuga leegiaeglusti, mida tavaliselt kasutatakse nailonpolümeerides. Traditsioonilisel MCA-l on aga kõrge sulamistemperatuur (laguneb ja sublimeerub üle 400 °C) ning seda saab vaikudega segada ainult tahkete osakeste kujul, mis põhjustab ebaühtlast dispersiooni ja suurt osakeste suurust, mis omakorda mõjutab negatiivselt leegiaeglusti efektiivsust. Lisaks toimib MCA peamiselt gaasifaasis, mille tulemuseks on vähene söe moodustumine ja lahtised, mittekaitsvad süsinikukihid põlemise ajal.

Nende probleemide lahendamiseks on MCA modifitseerimiseks kasutatud molekulaarset komposiittehnoloogiat, mille käigus lisatakse täiendavat leegiaeglustavat lisandit (WEX), mis alandab MCA sulamistemperatuuri, võimaldades PA6-ga samaaegset sulamist ja ülipeent dispersiooni. WEX suurendab ka söe teket põlemise ajal, parandades süsinikukihi kvaliteeti ja tugevdades MCA kondenseerunud faasi leegiaeglustavat toimet, tootes seeläbi suurepärase jõudlusega leegiaeglustavaid materjale.

2. Intumescent Flame Retardant (IFR)

IFR on oluline halogeenivaba leegiaeglustisüsteem. Selle eeliste hulka halogeenitud leegiaeglustite ees kuuluvad madal suitsuheitmed ja mittetoksiliste gaaside eraldumine põlemisel. Lisaks suudab IFR-i moodustunud söekiht imada sulanud, põlevat polümeeri, takistades tilkumist ja tule levikut.

IFR-i põhikomponendid on järgmised:

• Gaasiallikas (melamiinipõhised ühendid)
• Happeallikas (fosfor-lämmastik leegiaeglustid)
• Süsinikuallikas (nailon ise)
• Sünergilised lisandid (nt tsinkboraat, alumiiniumhüdroksiid) ja tilkumisvastased ained.

Kui fosfor-lämmastiku leegiaeglustite ja melamiinipõhiste ühendite massisuhe on:

• Alla 1%: ebapiisav leegiaeglustav toime.
• Üle 30%: töötlemise ajal toimub lendumine.
• 1–30% (eriti 7–20%) vahel: optimaalne leegiaeglustav toime ilma töödeldavust mõjutamata.

  More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com