Исследование выдающихся характеристик и экологических преимуществ безгалогенного огнестойкого ППО

Исследование выдающихся характеристик и экологических преимуществ безгалогенного огнестойкого ППО

Полифениленовый эфир (ППО) представляет собой высокополимерный материал, известный своей трудной воспламеняемостью, легким обугливанием, высокой механической прочностью, превосходной термостойкостью и стойкостью к химической коррозии, с кислородным индексом 29%. В последние годы, в связи с растущим спросом на защиту окружающей среды, спрос на безгалогенные огнезащитные продукты также стимулировал широкое применение ППО в области безгалогенных огнезащитных средств. Модифицируя ППО, можно достичь высокого уровня огнестойкости, а поскольку антипирен не содержит галогенов, его постепенно ценят для замены традиционных галогенсодержащих огнезащитных продуктов, например, в области проводов и кабелей.

Благодаря включению ППО в материалы проводов и кабелей из ТПЭ, ППО обладает высокой совместимостью с полистиролом (ПС), что позволяет смешивать его в любой пропорции с минимальным воздействием на механические свойства. Его способность образовывать обугливание играет огнезащитную роль во время горения. Когда ППО разлагается при нагревании, он образует обугливание, которое покрывает поверхность смешиваемого материала, действуя как барьер для кислорода и, таким образом, предотвращая распространение огня. Благодаря высокой молекулярной массе ППО, хорошей термической стабильности, хорошей совместимости с полимерной матрицей и низкой склонностью к миграции или выщелачиванию из полимерной матрицы он имеет многообещающие перспективы для применения.

Полифениленовый эфир (ППО) известен своей высокой вязкостью расплава, и его можно смешивать с полистиролом (ПС) в любой пропорции, тем самым улучшая огнестойкость композиционных материалов при добавлении ППО. В настоящее время в ТПЭ проводных и кабельных материалах широко используются безгалогенные антипирены, содержащие фосфор. Фосфор в антипирене способствует образованию угля ПФО, создавая плотный слой угля, который изолирует тепло и кислород, тем самым предотвращая распространение огня. Кроме того, это также ограничивает улетучивание коротких цепей и мономеров, образующихся при термическом разложении PS, что значительно снижает выделение дыма. Следовательно, антипирен и ППО могут дать синергетический эффект.

Исследователи внедрили безгалогеновый антипирен MRP (микроинкапсулированный красный фосфор) и обугливающий полимер PPO в матрицу смолы HIPS, чтобы детально изучить их синергетическое огнезащитное воздействие на HIPS. Они проанализировали механизм огнезащиты и получили композитную систему с наименьшим количеством антипирена и лучшими комплексными огнезащитными характеристиками.

На рис. 1 представлена ​​кривая изменения кислородного индекса для композиционных материалов MRP-PPO/HIPS при фиксированной суммарной массовой доле MRP и PPO на уровне 30%. Можно заметить, что при одинаковом общем количестве антипирена относительные пропорции MRP и PPO оказывают существенное влияние на кислородный индекс композиционного материала. По мере увеличения количества МРП кислородный индекс композиционного материала сначала увеличивается, достигает максимума, а затем постепенно снижается. Кислородный индекс композиционных материалов, полученных при совместном использовании MRP и PPO, выше, чем у композиционных материалов, полученных при использовании каждого из них по отдельности. В этом эксперименте, когда MRP или PPO добавлялись индивидуально в матрицу HIPS, полученные композитные материалы имели кислородные индексы 22,4% и 19,4% соответственно. При массовом соотношении MRP-PPO/HIPS 10:20:70 кислородный индекс композиционного материала достиг максимального значения 23,9%. Очевидно, что MRP и PPO действительно оказывают определенное синергетическое огнезащитное действие на HIPS, при этом оптимальное количество MRP составляет около 10%; чрезмерное количество может фактически снизить огнезащитные характеристики композитного материала.

На рисунке 2 представлены цифровые фотографии горизонтальных и вертикальных остатков горения нескольких различных материалов. Результаты экспериментов по характеристикам горизонтального и вертикального горения показывают, что соответствующая комбинация MRP и PPO оказывает очень значительный синергетический огнезащитный эффект на HIPS, способный производить композиционные материалы с превосходными огнезащитными свойствами, что согласуется с экспериментальными результатами. кислородного индекса.

Из приведенных выше исследований очевидно, что синергетический эффект ППО с антипиренами может значительно повысить огнезащитные характеристики полимеров, что имеет большое значение для высокотемпературной огнестойкости материалов проводов и кабелей из ТПЭ.

Характеристики ППО

На самом деле ППО не только устойчив к высоким температурам и огнестойкости, но и обладает многими другими свойствами. Производительность PPO определяет его широкий спектр областей применения и использования, таких как:

1. ППО имеет низкую плотность, высокую температуру теплового отклонения, хорошую стабильность размеров и прост в обработке, что делает его пригодным для изготовления корпусов, шасси и прецизионных деталей для офисного оборудования, бытовой техники и компьютеров.

2. Диэлектрическая проницаемость и тангенс угла диэлектрических потерь PPO являются самыми низкими среди пяти основных инженерных пластиков общего назначения, что означает, что он обладает лучшими изоляционными свойствами и не подвержен влиянию температуры или частоты. Он подходит для электронной и электротехнической промышленности, особенно для изготовления электроизоляционных компонентов во влажных и нагруженных условиях, таких как лотки для микросхем, сердечники катушек, седла труб, валы управления, защитные гильзы трансформаторов, релейные коробки и изолирующие стойки.

3. ППО обладает хорошей устойчивостью к воде и горячей воде, что делает его пригодным для изготовления водомеров, водяных насосов, водяных клапанов и рабочих колес. Шпульки, используемые на текстильных фабриках, должны выдерживать пропаривание, а изготовленные из ППО значительно продлевают срок их службы.

4. В связи с развитием электронной и телекоммуникационной промышленности мобильные телефоны, портативные компьютеры, высокопроизводительные фотоаппараты и видеокамеры требуют литий-ионных аккумуляторов, поэтому рынок литий-ионных аккумуляторов имеет большие перспективы развития. Упаковочные материалы и сетчатые материалы для органических электролитов в литий-ионных батареях раньше изготавливались из сополимера акрилонитрила, бутадиена и стирола (АБС) или поликарбоната (ПК). Недавно зарубежные страны разработали материалы PPO для использования в батареях, которые работают лучше, чем ABS и ПК.

5. PPO имеет широкий спектр применения в автомобильной промышленности, например, в приборных панелях и бамперах. Сплавы ППО с полиамидом (PA), особенно с высокой ударопрочностью, используются при разработке компонентов экстерьера и быстро набирают популярность.

6. В химической промышленности модифицированный полифениленовый эфир может быть использован для изготовления коррозионностойкого оборудования. Он особо устойчив к гидролизу, а также стоек к кислотам, щелочам, не растворяется в ароматических и хлорированных углеводородах.

7. Он используется в медицинских устройствах, где может заменить нержавеющую сталь и другие металлы в резервуарах для хранения горячей воды и смесительных клапанах вытяжных вентиляторов, таких как хирургические инструменты, посуда и оборудование, требующее повторной стерилизации пропариванием.

В заключение, компания Yinsu Flame Retardant специально разработала антипирен на основе красного фосфора, который в сочетании с PPO для HIPS также обеспечивает высокоэффективные безгалогенные огнезащитные свойства. Этот огнезащитный состав на основе красного фосфора, известный как серия FRP-950, представляет собой огнезащитный состав в виде гранул маточного красного фосфора, изготовленный из микрокапсулированного красного фосфора в качестве основного ингредиента. Он поставляется в беспыльной гранулированной форме, что устраняет опасности, связанные с порошком красного фосфора, и делает хранение, транспортировку и использование более безопасным. Использование этого антипирена в сочетании с ППО для HIPS не только повышает огнестойкость композитных материалов, но также соответствует растущему спросу на экологически чистые и безгалогенные решения в индустрии пластмасс.