Aplicación y avances de la investigación del hidróxido ignífugo en polietileno.
El polietileno (PE) es una resina termoplástica obtenida por polimerización del monómero etileno. Tiene buena resistencia al frío, buena resistencia mecánica y propiedades dieléctricas. Es ampliamente utilizado en cables, películas, tuberías, embalajes, contenedores, aparatos médicos y otros productos. Pero el índice de oxígeno del PE es del 17,4%, que es un material inflamable. El material PE tiene una velocidad de combustión rápida, una gran cantidad de calor/humo, y es fácil de derretir y caer cuando se quema, lo que representa una gran amenaza para la seguridad de la vida y la propiedad, y limita el uso y desarrollo del polietileno. Por lo tanto, es imperativo llevar a cabo una modificación del retardante de llama.
Los retardantes de llama de hidróxido metálico son principalmente hidróxido de aluminio e hidróxido de magnesio. Los retardantes de llama de magnesio y aluminio tienen buena estabilidad, no son tóxicos y generan poco humo. Durante el proceso de combustión, se liberará vapor de agua para diluir el gas combustible, quitar parte del calor, inhibir la combustión y producir un efecto ignífugo. El retardante de llama de aluminio y magnesio puede prolongar el tiempo de ignición y reducir la tasa de liberación de calor. La compatibilidad del hidróxido de magnesio con el PE es pobre y la eficiencia del retardante de llama es baja. Necesita una gran cantidad de adición para mejorar el rendimiento del retardante de llama, y una gran cantidad de adición reducirá el procesamiento de materiales compuestos. sexo y propiedades mecánicas.
Se modificó la superficie de hidróxido de magnesio con estearato de sodio y polietilenglicol como modificadores, y se prepararon compuestos retardantes de llama de polietileno de alta densidad. La investigación muestra que cuando la cantidad añadida de hidróxido de magnesio modificado es del 30 %, la resistencia a la tracción del material compuesto de HDPE/hidróxido de magnesio es de 12,3 MPa, el hidróxido de magnesio tiene una buena compatibilidad con el HDPE y el índice de oxígeno límite aumenta al 24,6 %, el el rendimiento del retardante de llama mejoró menos.
El hidróxido doble en capas liberará CO2 y H2O cuando se descomponga, diluya y bloquee el oxígeno, por lo que tiene un buen efecto retardante de llama y puede reemplazar los retardantes de llama que contienen halógeno y fósforo.
Se prepararon compuestos retardantes de llama de hidróxido de aluminio/Mg-Fe-LDH/HDPE con hidróxido de aluminio e hidróxido doble de magnesio y hierro (Mg-FeLDH) como retardantes de llama. El estudio encontró que el hidróxido de aluminio y Mg-Fe-LDH pueden inhibir efectivamente la liberación de CO y la liberación de calor durante la combustión de materiales compuestos (HDPE1, HDPE2, HDPE3), lo que dificulta la ignición del HDPE. Cuando la cantidad total de retardantes de llama es del 40 % (2 % de Mg-Fe-LDH, HDPE2), los compuestos de HDPE tienen buenas propiedades retardantes de llama.
Se prepararon compuestos de HDPE con hidróxido de aluminio, vermiculita expandida y trióxido de antimonio como retardadores de llama. El estudio encontró que cuando la proporción de hidróxido de aluminio/vermiculita expandida era de 3:2, las propiedades mecánicas del material compuesto eran mejores y el rendimiento de supresión de humo y retardante de llama alcanzaba el nivel FV-0. Cuando la cantidad total de hidróxido de aluminio y vermiculita expandida es del 50 %, el índice de oxígeno límite primero aumenta y luego disminuye con el aumento de hidróxido de aluminio, y la proporción óptima es 3∶2.
Se estudiaron los efectos del hidróxido de magnesio y el borato de zinc sobre las propiedades ignífugas del polietileno lineal de baja densidad y el copolímero de etileno y acrilato de etilo. Se encontró que con el aumento de la proporción de hidróxido de magnesio y borato de zinc, mejoró el rendimiento ignífugo del material compuesto. Cuando la cantidad de adición de hidróxido de magnesio fue del 65 %, el rendimiento del retardante de llama fue el mejor, alcanzando el nivel UL94V-0.
Se estudió el efecto del hidróxido de magnesio sobre las propiedades pirorretardantes del polietileno lineal de baja densidad. Cuando la dosis de hidróxido de magnesio alcanza el 70 %, el índice de oxígeno límite alcanza el 31,4 %, que es aproximadamente un 71 % más alto que el del material puro, y la prueba de combustión vertical alcanza el nivel V-0.
Los retardantes de llama de hidróxido metálico son seguros, ecológicos y económicos. Cuando se usa solo, el efecto ignífugo no es bueno y se requiere una gran cantidad adicional para mejorar el rendimiento ignífugo del material, pero cuando se agrega una gran cantidad, las propiedades mecánicas se reducen. Por lo tanto, es la dirección de investigación del retardante de llama de hidróxido estudiar la modificación de la superficie y usarlo en combinación con retardantes de llama de nitrógeno y fósforo para mejorar el rendimiento del retardante de llama y reducir la cantidad de adición.