Каков механизм огнезащиты и тенденция развития огнезащитного состава на основе красного фосфора?

Каков механизм огнезащиты и тенденция развития огнезащитного состава на основе красного фосфора?

При практическом применении производства пластмасс для формы и структуры особенно сложных пластиковых изделий часто бывает сложно выполнить литье под давлением, необходимо использовать различные технологии соединения для соединения отлитых под давлением деталей. Технология ультразвуковой сварки, являющаяся эффективным способом соединения пластиковых изделий, может сократить время производства изделий и повысить эффективность производства.

В работах по огнезащитной модификации полимерных материалов часто приходится слышать, как белый фосфор, желтый фосфор, красный фосфор, как видно из их названий, — это другой цвет фосфора. Однако белый фосфор и желтый фосфор относятся к одному виду веществ, а желтый фосфор представляет собой желтое воскообразное твердое вещество, образующееся в результате частичного окисления белого фосфора, тогда как с химической точки зрения белый фосфор и красный фосфор относятся к изотопам, как алмаз и графит, которые принадлежат разным мономерам одного и того же элемента. Далее мы поговорим о структурных свойствах, огнезащитных свойствах, механизме огнезащиты и тенденциях развития красного фосфора.

Структурные свойства Aи огнезащитные характеристики Of Фосфорные антипирены

1. СтруСтруктурные свойства антипиренов на основе красного фосфора

С химической точки зрения структура определяет свойства. Поскольку красный фосфор и белый фосфор имеют совершенно разную структуру, их свойства неодинаковы. Красный фосфор стабилен на воздухе, а белый фосфор самовозгорается на воздухе; красный фосфор в основном нетоксичен, а белый фосфор высокотоксичен; красный фосфор можно использовать в качестве антипирена, а белый фосфор можно использовать в качестве зажигательной бомбы. Структурный состав, белый фосфор состоит из молекул Р4, атомы фосфора в молекуле имеют ортотетраэдрическую структуру, красный фосфор также состоит из молекул Р4, но связи составляющих его молекул имеют разрыв и полимеризацию с образованием макромолекулярной структуры, поэтому можно сказать, что красный фосфор представляет собой неорганическое высокомолекулярное вещество. Его молекулярную формулу можно записать как (P4)n (n указывает степень полимеризации). Примечание. Белый фосфор, нагретый отдельно от воздуха, дает красный фосфор.

Красный фосфор (RP), или красный фосфор, имеет вид порошка от красного до темно-фиолетово-красного цвета, нерастворимого в воде, разбавленных кислотах и ​​многих органических растворителях, но слабо растворимого в безводном этаноле, трибромиде фосфора и водном гидроксиде натрия. Когда красный фосфор нагревается до 200℃ на воздухе, он воспламеняется с образованием P2O5, кроме того, красный фосфор также может гореть при нагревании в газообразном хлоре. Поскольку элемент фосфора в красном фосфоре находится в состоянии низкой валентности (нулевой валентности), при его смешивании с KClO3, KMnO4, пероксидом и другими сильными окислителями он может взорваться, если условия подходящие.

2. Огнезащитные свойства антипиренов на основе красного фосфора

Красный фосфорный антипирен - это самое высокое содержание фосфора в фосфорных антипиренах, в борьбе с огнезащитными достижениями, а его типы также сложны и разнообразны, по функциональным компонентам можно разделить на галогенированные антипирены, фосфорные антипирены и другие. антипирены, фосфорные антипирены, их применение очень широкое, статус галогенированных антипиренов, и с обвинением людей, которые не знать правду о галогенированных антипиренах и допросах и галогенной монополии компании. В связи с обвинениями и допросами галогенированных антипиренов со стороны неизвестных людей и повышением цен на различные галогенированные монопольные компании, фосфорная система становится все более и более предпочтительной. Красный фосфор, как часть антипиренов на основе фосфора, обладает более высокой огнезащитной эффективностью, чем другие антипирены на основе фосфора, поскольку он содержит только огнезащитный элемент фосфор, и это верно даже тогда, когда количество антипирена очень мало. . В некоторых случаях огнезащитная эффективность красного фосфора даже немного выше, чем у галогенированных антипиренов.

Кроме того, сообщалось, что ни один антипирен на основе фосфора не может сравниться с красным фосфором по PET (полиэтилентерефталат). В конце концов, для подложки добавленный антипирен является инородным веществом, и если обе стороны плохо скоординированы, можно легко испортить отличные характеристики самой подложки. В то время как красный фосфор добавляется в небольшом количестве для достижения необходимых огнезащитных свойств, чтобы было легче сохранить первоначальное качество огнезащитной основы. Кроме того, красный фосфор имеет высокую температуру плавления и плохую растворимость, что способствует сохранению определенных физических свойств полимеров по сравнению с другими антипиренами. Наконец, дым красного фосфора небольшой, низкая токсичность, более широкое применение, может использоваться отдельно, также может использоваться совместно с другими антипиренами, может широко использоваться в огнезащитном полиолефине, полистироле, полиэфире, полиуретане, нейлоне, поликарбонате, полиформальдегиде, эпоксидной смоле. смолы, резина, текстиль и так далее.

Проблемы Of RЭд Pфосфор Fхромой Rантипирен

Как говорится, «не существует такого понятия, как золото, не существует такого понятия, как идеальное», что касается огнестойкого красного фосфора, то он также имеет множество недостатков, в основном в следующих шести аспектах:

1. Коррозия подложки

Красный фосфор можно использовать в качестве осушителя, он обладает сильным водопоглощением, после поглощения воды генерирует H3PO2, H3PO3, H3PO4 и другие вещества, в это время красный фосфор из-за увеличения вязкости и потери подвижности, фосфорная кислота, вырабатываемая поглощение воды принадлежит к более абсорбирующим веществам, так что последние к разбавленным илоподобным веществам. Поэтому, когда красный фосфор добавляется в полимерные материалы, с течением времени красный фосфор в поверхностном слое материала окисляется из-за поглощения влаги и коррозии поверхности изделия, а затем теряет блеск и некоторые Что касается первоначальных свойств, то, что более серьезно, эта коррозия будет медленно распространяться на внутренний слой материала.

2. Дсложность совместимости

Неорганические и органические вещества всегда трудно совмещать, так как совместимость неорганического красного фосфора и органической смолы, естественно, не очень хорошая, не только трудно диспергировать, но и происходит выпадение осадка, так что вязкость смолы повышается, что приносит много неудобство последующей обработки и использования смолы (литье, пропитка, экструзия и т. д.), а в серьезных случаях приведет к снижению эксплуатационных характеристик материала.

3. Пзагрязнение окружающей среды

Природа материала стабильна, как правило, относительна (на философском уровне стабильность относительна, нестабильность абсолютна), поэтому при длительном контакте красного фосфора с воздухом произойдет медленная химическая реакция с образованием фосфора. -содержащие одновременно кислородную кислоту, но также выделяют высокотоксичный газ PH3, который загрязняет окружающую среду. Газ PH3, другие ароматизаторы, автор в любом случае не был проинформирован о причине образования антипирена на основе красного фосфора. В любом случае запах огнезащитного состава из термопластичных эластомеров с красным фосфором сильнее, чем запах бромного антипирена и фосфорно-азотный антипирен.

4. Ограничения приложения

Из-за гигроскопичности и нестабильности красного фосфора добавление его в пластиковые изделия влияет на физические свойства изделий, особенно на утечку слабых веществ. компонентов и изоляции высоковольтных компонентов, что ограничивает применение красного фосфора в области огнезащитных электрических компонентов.

5. Взрыв пламени

Хотя красный фосфор можно использовать в качестве антипирена, он сам по себе легковоспламеняющийся, особенно при воздействии красного фосфора, он с большей вероятностью воспламенится, поэтому сухая пыль красного фосфора имеет опасность возгорания и взрыва, и она также классифицируется как как опасное химическое вещество в Китае.

6. Красящая подложка

По сравнению с другими белыми антипиренами, глубокий пурпурно-красный цвет красного фосфора легко окрашивает огнезащитные изделия, что затрудняет контроль цвета производимой продукции или увеличивает стоимость смешивания цветов.

Принцип огнестойкости Of Огнезащитный состав с красным фосфором

Мономеры фосфора горючи, но в смоле красный фосфор и другие фосфорсодержащие добавки не являются чисто окислительными, фосфорсодержащие добавки находятся преимущественно в конденсированной фазе, а механизм огнезащиты следующий:

1. Формирование и hесть rобразование eэффекты

Образование фосфорной кислоты или полифосфорной кислоты в качестве дегидратирующего агента, образование высоковязкого расплавленного стеклообразного и плотного карбонизированного слоя на поверхности горючих материалов, образование углерода снижает теплопроводность от пламени к конденсированной фазе.

2. Нагревать aпоглощение pфосфорный aСид и cгеморрагический cвисит

Фосфорная кислота поглощает тепло, поскольку предотвращает окисление CO в CO2 и снижает процесс нагрева.

Происходят следующие изменения: фосфорный антипирен → ортофосфорная кислота би → фосфорная кислота → полиметафосфорная кислота, полиметафосфорная кислота является нелетучим стабильным соединением, при сильном обезвоживании, в полимерной поверхностной смеси выделяется из воздуха, из воды поглощает большое количество тепла, так что термическое разложение полимерного поверхностного антипирена высвобождает летучий фосфид, масс-спектрометрия показывает, что концентрация накопленных атомов водорода значительно снижается, что позволяет предположить, что красный разложение фосфором радикалов PO-, HPO-, захватывая радикалы H-, HO-, образующиеся при горении макромолекул, т. е. PO- + H- = HPO.

3. Защитный lда и sсинергетический fхромой rантипирен mмеханизм

На конденсированной фазе образуется тонкий стеклообразный или жидкий защитный слой, что снижает диффузию кислорода и тепломассоперенос между газовой фазой и твердой фазой, ингибирует процесс окисления углерода, снижает термическое разложение фосфорсодержащих антипиренов.

Механизм огнезащиты каждого антипирена на основе фосфора представляет собой комбинацию этих трех, обеспечивающую синергетический огнезащитный эффект, именно в этом механизме преобладает структура антипирена и горючих материалов.

4. Микроинкапсулированный rЭд pфосфор fхромой rантипирен mмеханизм

Микрокапсулированный огнезащитный механизм красного фосфора: в полимере для добавления огнезащитного механизма красного фосфора с покрытием имеются следующие аспекты: то есть при сгорании образуются производные фосфорной кислоты, которые играют роль адсорбента тепла, препятствуя дальнейшему горению. ; удержание свободных радикалов, улучшение термостабильности; взаимодействовать с кислородом с образованием кислородно-фосфорной капсулы и продолжать реакцию с полимером, что приводит к образованию сшитой структуры, чтобы получить фосфорно-кислородную сшивку карбонизированного слоя; и реакция окружающей среды с кислородом с образованием кислородсодержащего фосфора; и окружающая среда Реагируют с кислородом в окружающей среде с образованием кислородсодержащего фосфата. Этот кислородсодержащий фосфат обладает сильной гигроскопичностью, может снизить температуру поверхности горящего полимера, одновременно повышая влажность поверхности полимера и в то же время способствуя карбонизации поверхности. полимер.

Обычно считается, что огнезащитный механизм красного фосфора находится в конденсированной фазе, добавляя горение огнестойкого полимера красного фосфора, красный фосфор сначала окисляется и генерирует фосфорную кислоту, а затем фосфорную кислоту и дальнейшую дегидратацию с образованием метафосфорной кислоты и поли(метафосфорной кислоты). кислота), образующая на поверхности полимера слой негорючей жидкости; в то же время, из-за метафосфорной кислоты и поли(метафосфорной кислоты) сильного дегидратирующего эффекта, вызывающего обезвоживание поверхности полимерного материала, обугливание, образование плотного слоя обуглившегося слоя. При этом из-за сильного дегидратирующего действия метафосфорной кислоты и поли(метафосфорной кислоты) поверхность полимерного материала обезвоживается и карбонизуется, образуя плотный карбонизированный слой. С одной стороны, жидкая пленка и карбонизированный слой обеспечивают тепло- и кислородоизоляцию и в то же время эффективно предотвращают диффузию горючих газов, образующихся при разложении полимера при высоких температурах, тем самым подавляя горение материала и достигая цели воспламенения. замедление. По сравнению с другими добавками фосфорных антипиренов красный фосфор имеет высокое содержание фосфора. Поэтому для достижения того же уровня огнестойкости количество добавляемого красного фосфора меньше, чем у других антипиренов, а полимер с его антипиреном имеет лучшие физико-механические свойства.

Огнестойкая термопластичная резина с красным фосфором TPV и термопластичный эластомер TPE-S могут достигать уровня UL94 V0 толщиной 1,6 мм, а механические свойства выходят за рамки использования бромсодержащего огнестойкого эластомера.

Развитие Tразрывать Of RЭд Pфосфор Fхромой Rантипирен

1. Технология нанесения покрытий

В настоящее время проводятся предварительные исследования по технологии нанесения микрокапсулированного красного фосфора, но они недостаточно систематичны и глубоки. Следовательно, необходимо проводить более систематические и углубленные исследования по выбору и модификации материала покрытия капсулы, обработке сердцевины капсулы, методу нанесения покрытия, методу нанесения покрытия, условиям нанесения покрытия, процессу нанесения покрытия, результатам и эффектам нанесения покрытия (например, структура пленки, толщина пленки, размер частиц и распределение частиц по размерам, белизна, агломерация и совместимость с подложкой) и т. д., чтобы обеспечить лучшую огнестойкость. Для достижения лучших огнезащитных свойств.

2. Подавление и устранение дыма

Микрокапсулированный огнезащитный состав на основе красного фосфора обладает эффектом подавления дыма и дыма, но все еще необходимо дальнейшее улучшение его подавления дыма и характеристик дымообразования. Наиболее эффективным способом может быть поиск подходящего средства подавления дыма или субстрата и его эффективного состава.

3. Многофункциональность

Пластификатор является крупнейшим расходом пластиковой добавки, одно из будущих направлений разработки микрокапсулированного огнезащитного состава на основе красного фосфора должно заключаться в том, чтобы материал капсулы был покрыт модификацией (методы могут быть прививкой, сополимеризацией, обработкой поверхности и т. д.), чтобы как для пластификации, так и для огнезащитной функции. Кроме того, он может выполнять как термостабилизацию, так и огнезащитную функцию и т. д., развитие многофункциональности микрокапсулированного красного фосфора. огнестойкие продукты, чтобы уменьшить количество пластиковых добавок, оптимизировать структуру добавок. Чтобы уменьшить количество пластиковых добавок в материале, оптимизировать структуру добавок и улучшить механические свойства материала.

4. Синергия комбинированных огнезащитных средств

Исследование эффективных взаимосвязей между различными антипиренами и антипиренами на основе красного фосфора, а также микрокапсулирование их, чтобы усилить огнезащитный эффект, уменьшить количество антипирена, улучшить механические свойства материала, а затем повысить эффективность достичь цели огнезащиты, что также является одной из важных тенденций развития огнезащитной промышленности в стране и за рубежом.

В статье в основном обсуждается огнезащитный состав на основе красного фосфора, включая его свойства, преимущества, недостатки и механизм огнезащиты. YINSU Flame Retardant производит различные серии антипиренов с красным фосфором, таких как ФРП-950, ФРП-301, ФРП-750, и т. д. Их огнезащитный состав из красного фосфора ПГ-50 сочетает в себе порошок красного фосфора и синергист, обеспечивая высокое содержание фосфора, отличные огнезащитные характеристики и удобные функции. Он имеет высокую эффективность, требует небольшого количества добавок, является экономически эффективным и имеет широкую универсальность применения в эпоксидной смоле, покрытиях, электроприборах и т. д. Кроме того, микрокапсулированный огнезащитный состав на основе красного фосфора ФРП-950 и ФРП-8050 преодолеть некоторые недостатки обычного красного фосфора, демонстрируя хорошую совместимость и другие свойства, что способствует лучшему выполнению огнезащитной роли в различных материалах.