ملخصات

تم استخدام 9,10-Dihydro-9-oxa-10-phospha-phenanthrene-10-oxyde (DOPO) كمثبط للهب لتحضير الجزء الكتلي من الألياف الزجاجية الطويلة 20% (LGF) من البولي يوريثين/البولي بيوتيلين الملدن بالحرارة. تم تحضير مركبات مثبطات اللهب من تيريفثالات/DOPO (20% LGF/TPU/PBT/DOPO)، وتم تسخين اللهب تم دراسة الخواص الريولوجية والميكانيكية للمركبات المثبطة للهب. أظهرت النتائج أن خصائص مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب قد تحسنت تدريجيًا مع زيادة جرعة DOPO، وكانت درجة مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب V-0 وكان مؤشر الأكسجين النهائي 24.5% عند جزء كتلة DOPO. كان 9٪. آلية مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب هي بشكل أساسي مثبطات اللهب ذات الطور الغازي، مكملة بمثبطات اللهب ذات الطور المتماسك. انخفضت الخواص الميكانيكية للمركبات المثبطة للهب مع زيادة مستوى DOPO.

الكلمات الرئيسية

البولي يوريثين
بولي بيوتيلين تيريفثاليت
ألياف زجاجية طويلة
خصائص مثبطات اللهب
السلوك الريولوجي

المقدمة

يتمتع البولي بيوتيلين تيريفثاليت (PBT) بخصائص ميكانيكية ممتازة، وثبات حراري، وثبات الأبعاد، ويستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات والسيارات والنقل. ومع ذلك، من السهل حرق راتنجات PBT الأساسية، ومن الصعب تشكيل طبقة فحم على السطح أثناء الاحتراق، والتي تكون مصحوبة بظاهرة سقوط ذوبان خطيرة وسهولة نشر اللهب، مما يحد من تطبيقه. ولذلك، فمن الضروري إجراء تعديل مثبطات اللهب لـ PBT.9,10-Dihydro-9-oxa-10-phospha-phenanthrene-10-oxyde (DO PO) وهو مثبط لهب فوسفوري غير مهلجن فعال، والذي يستخدم على نطاق واسع المستخدمة في البحث عن المواد المثبطة للهب القائمة على البوليمر. مع الطلب المتزايد على أداء المنتج، يجب تعزيز مركبات مثبطات اللهب PBT، وطريقة التعزيز الفعالة من حيث التكلفة هي بشكل أساسي PBT المعزز بالألياف الزجاجية (GF). بالمقارنة مع GF القصير، فإن مركبات مثبطات اللهب PBT المعززة بـ GF الطويلة (LGF) تتمتع بمزايا القوة العالية، والمعامل العالي، واستقرار الأبعاد الجيد، وما إلى ذلك. وفيما يلي، يتم استخدام DOPO كمثبط للهب، وهو هالوجين عالي الكفاءة - مثبطات اللهب خالية من الفوسفور. فيما يلي، يتم تحضير 20% من مركبات مثبطات اللهب من البولي يوريثين الحراري المقوى LGF/PBT باستخدام DOPO كمثبط للهب، وخصائص مثبطات اللهب والسلوك الريولوجي والخواص الميكانيكية لـ 20% LGF/TPU/PBT. / تم دراسة مركبات DOPO المثبطة للهب.

اختبار

1.1 المواد الخام والأدوات الرئيسية

بت؛ إل جي إف؛ تي بي يو؛ دوبو؛ إيثيلين-بوتيل أكريليت-جليسيديل ميثاكريليت تيربوليمر (PTW).

آلة اختبار عالمية؛ الطارد المزدوج المسمار. مقياس التناوب المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) ؛ اختبار الاحتراق العمودي. اختبار مؤشر الحد من الأكسجين (LOI).

1.2 تحضير العينة

(1) PBT، TPU، المتوافق PTW عند 80 درجة استعداد جاف لمدة 6 ساعات، ثم وفقًا لنسبة كتلة PBT وTPU البالغة 20:80 لخلط المتجانس، وبعد ذلك سيكون 0، 8% ، 9%، 10%، 12% DOPO و 20% جودة LGF للتركيب، تحضير مثبطات اللهب المواد المركبة، على التوالي، مسجلة على أنها 20% LGF/TPU/PBT، 20% L LGF/TPU/PBT/8% DOPO، 20% LGF/TPU/PBT/9% DOPO، 20% LGF/TPU/PBT/10% DOPO ، 20% LGF/TPU/PBT/12% DOPO.
باستخدام طريقة التشريب الذائب، بعد البثق والتشريب (250 )، والتبريد والسحب، يتم تقطيع الصبغة الرئيسية المركبة LGF/TPU/PBT/DOPO إلى طول 12 مم.
(2) الخلط والبثق وفقًا لنسبة 50:50 من راتينج المصفوفة وDOPO لتحضير الأصبغة المقاومة للهب.

1.3 اختبار الأداء وتوصيفه

الخصائص الريولوجية: تم فحص مركبات مثبطات اللهب LGF/TPU/PBT/DOPO في وضع اللوحة المتوازية عند درجة حرارة 235 درجة مئوية وكان التردد (Ï) 0.1-650.0 ثانية-1.

تحليل SEM: تمت معالجة أجزاء المركبات المثبطة للهب بالنيتروجين السائل، وتم ملاحظة شكلها تحت الجهد المتسارع البالغ 20 كيلو فولت.
تم اختبار قوة الشد وفقًا لـ GB/T1040.1-2006;
تم اختبار قوة الانحناء وفقًا للمعيار GBï¼T 9341-2008;
تم اختبار قوة التأثير المحززة وفقًا لـ GBï¼T1843-2008;
تم اختبار أداء مثبطات اللهب وفقًا للمعيار ISO5660-1-2015؛
تم اختبار أداء الاحتراق العمودي وفقًا لمعايير GB/T2408-2008، ويتطلب الأمر 5 عينات على الأقل لكل مجموعة؛
خطاب النوايا وفقًا لاختبار GB/T2406.2-2009، حجم العينة 80 مم × 10 مم × 4 مم.

النتائج والمناقشة

1. أداء الاحتراق للمركبات المثبطة للهب
مع زيادة DOPO، أظهرت AV-HRR وPHRR وTHR للمركبات المثبطة للهب اتجاهًا متناقصًا، مقارنة بـ 20% LGF/TPU/PBT بدون مثبطات اللهب، وAV-HRR وPHRR وTHR بقيمة 20 % LGF/TPU/PBT/12% انخفض DOPO بنسبة 19.37% و41.28% و 23.03% على التوالي. انخفض AV-HRR وPHRR وTHR بنسبة 20% LGF/TPU/PBT/12% DOPO بنسبة 19.37% و41.28% و23.03% على التوالي. في الوقت نفسه، مع زيادة كمية DOPO، فإن إنتاجية ثاني أكسيد الكربون وTSR للمركبات المثبطة للهب تتزايد تدريجيًا، في حين أن AV-EHC وMAHRE يتناقصان تدريجيًا. إنه يوضح أن زيادة استخدام DOPO يساعد على تحسين أداء مثبطات اللهب للمواد المركبة المقاومة للهب.

2. الشكل الهيكلي لطبقة الكربون من المركبات المثبطة للهب
يلعب GF للمركبات المثبطة للهب دور دعم الهيكل العظمي، وتغطي طبقة الكربون المتكونة أثناء الاحتراق سطح GF. وفي الوقت نفسه تزداد طبقة الفحم الموجودة على سطح المركبات المقاومة للهب، إلا أن جميع طبقات الفحم من المركبات المقاومة للهب بها ثقوب في الهيكل، وهي ليست طبقات فحم كثيفة ولا يمكنها القيام بأدوار عازلة للأكسجين و العزل الحراري بشكل جيد، وسوف يؤدي ذلك إلى دخول الأكسجين إلى المنطقة غير المتحللة من مركبات مثبطات اللهب من خلال الثقوب وتكوين الدخان بفعل المكونات المتطايرة المتحللة القابلة للاحتراق من مركبات مثبطات اللهب التي يمكن أن اختراق طبقة الفحم بسهولة شديدة، مما يدل على أن مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب تكون بشكل أساسي من خلال مرحلة البخار، والطور المكثف يكون من خلال الطور المكثف. يشير هذا إلى أن آلية مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب هي مثبطات اللهب ذات الطور الغازي والمرحلة المتماسكة.

3. السلوك الريولوجي للمركبات المثبطة للهب
في المنطقة ذات التردد العالي، يكون السلوك الريولوجي للمركبات المثبطة للهب المضاف إليها DOPO أقل من السلوك الريولوجي للمركبات المثبطة للهب المضاف إليها DOPO، وذلك لأن إضافة DOPO يقلل من درجة تشابك السلاسل الجزيئية لمصهورات المركبات المثبطة للهب. ، ويقلل من مقاومة التدفق، ويزيد من حركة أجزاء السلسلة. بالإضافة إلى ذلك، في منطقة التردد المنخفض، تكون الخصائص الريولوجية للمركبات المثبطة للهب المضاف إليها DOPO أعلى من تلك الخاصة بالمركبات غير المضافة DOPO. وذلك لأن إضافة DOPO يعزز درجة تشابك جزيئات الذوبان في المركبات المثبطة للهب بعد عملية القص عالية التردد ويقلل من قدرة جزيئات الذوبان على الحركة في مقاطع السلسلة وبالتالي زيادة مقاومة التدفق من الذوبان.
مع زيادة DOPO، تزداد الخواص الريولوجية للمركبات المثبطة للهب تدريجيًا ويصبح منحنى عامل الفقد أطول، ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع زيادة DOPO، تزداد نقطة تشابك جزيئات ذوبان المركبات المثبطة للهب، وتزداد السلسلة فتصبح حركة الأجزاء من جزيئات الذوبان أكبر، ويزداد زمن الاسترخاء.

4. خصائص مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب
جميع المركبات المقاومة للهب لم تظهر عليها ظاهرة الذوبان والتقطر أثناء الاحتراق العمودي. بالإضافة إلى ذلك، عندما يكون الجزء الكتلي DOPO أقل من 9%، لا يمكن أن تصل المركبات المثبطة للهب إلى درجة V-0. مع زيادة استخدام DOPO، زاد مؤشر النوايا للمركبات المثبطة للهب تدريجيًا، لكن الزيادة ليست واضحة جدًا، مما يشير إلى أن DOPO يستخدم بشكل أساسي كمثبط للهب في الطور الغازي الرئيسي ومثبط للهب في الطور المتماسك في المركبات المثبطة للهب.

5. التشكل المقطعي للمركبات المثبطة للهب
أظهرت جميع أقسام الصدمات الخاصة بمركبات مثبطات اللهب ثقوبًا حيث تم سحب GF، في حين أن أقسام الصدم من مركبات مثبطات اللهب الأقل DOPO بها ثقوب وتم تغطية سطح GF بالراتنج. وهذا يدل على أن إضافة DOPO يؤدي إلى تقليل الالتصاق البيني وقوة السطح البيني للمركبات المقاومة للهب، مما يؤدي بدوره إلى تقليل خواصها الميكانيكية.

6. الخواص الميكانيكية للمركبات المثبطة للهب
الخصائص الميكانيكية للمركبات المثبطة للهب المضاف إليها DOPO أصغر من تلك الخاصة بالمركبات غير المضاف إليها DOPO، والخواص الميكانيكية للمركبات المثبطة للهب تتناقص تدريجيًا مع زيادة جرعة DOPO.

النتائج

(أ) انخفض PHRR وAV-HRR وAV-EHC وTHR للمركبات المثبطة للهب مع زيادة استخدام DOPO، في حين زاد إنتاج ثاني أكسيد الكربون وTSR تدريجيًا.

(ب) زادت طبقة الكربون التي تغطي سطح GF للمركبات المثبطة للهب مع زيادة استخدام DOPO، لكن هيكل طبقة الكربون به ثقوب، مما يشير إلى أن آلية مثبطات اللهب للمركبات المثبطة للهب يهيمن عليها الغاز - مرحلة تثبيط اللهب، مكملة بمثبطات اللهب في مرحلة التماسك.

(ج) في منطقة التردد العالي، تكون الخصائص الريولوجية للمركبات المثبطة للهب أقل من تلك التي لا تحتوي على DOPO.

(د) أظهرت الخواص الميكانيكية للمركبات المثبطة للهب اتجاهًا تنازليًا مع زيادة كمية DOPO.

شركة شيامن LFT البلاستيكية المركبة المحدودة