Aplicação e progresso da pesquisa de hidróxido retardante de chama em polietileno
O polietileno (PE) é uma resina termoplástica obtida pela polimerização do monômero etileno. Tem boa resistência ao frio, boa resistência mecânica e propriedades dielétricas. É amplamente utilizado em cabos, filmes, tubos, embalagens, recipientes, aparelhos médicos e outros produtos. Mas o índice de oxigênio do PE é de 17,4%, que é um material inflamável. O material PE tem uma velocidade de queima rápida, uma grande quantidade de calor/fumaça, e é fácil derreter e soltar durante a queima, o que representa uma grande ameaça à segurança da vida e da propriedade e limita o uso e desenvolvimento do polietileno. Portanto, é imperativo realizar a modificação do retardante de chama.
Os retardadores de chama de hidróxido de metal são principalmente hidróxido de alumínio e hidróxido de magnésio. Os retardadores de chama de magnésio-alumínio têm boa estabilidade, não toxicidade e baixa geração de fumaça. Durante o processo de combustão, o vapor de água será liberado para diluir o gás combustível, retirar parte do calor, inibir a combustão e produzir um efeito retardador de chama. O retardante de chama de alumínio-magnésio pode prolongar o tempo de ignição e reduzir a taxa de liberação de calor. A compatibilidade do hidróxido de magnésio com o PE é baixa e a eficiência do retardante de chama é baixa. Ele precisa de uma grande quantidade de adição para melhorar o desempenho retardador de chama, e uma grande quantidade de adição reduzirá o processamento de materiais compósitos. sexo e propriedades mecânicas.
Hidróxido de magnésio foi modificado na superfície com estearato de sódio e polietilenoglicol como modificadores, e compósitos retardantes de chama de polietileno de alta densidade foram preparados. A pesquisa mostra que quando a quantidade de adição de hidróxido de magnésio modificado é de 30%, a resistência à tração do material compósito de HDPE/hidróxido de magnésio é de 12,3MPa, o hidróxido de magnésio tem boa compatibilidade com o HDPE e o índice de oxigênio limitante é aumentado para 24,6%, o desempenho retardador de chama melhorou menos.
O hidróxido duplo em camadas libera CO2 e H2O quando se decompõe, dilui e bloqueia o oxigênio, fazendo com que tenha um bom efeito retardador de chama e pode substituir retardadores de chama contendo halogênio e fósforo.
Compósitos retardantes de chama de hidróxido de alumínio/Mg-Fe-LDH/HDPE foram preparados com hidróxido de alumínio e hidróxido duplo de ferro e magnésio (Mg-FeLDH) como retardantes de chama. O estudo descobriu que o hidróxido de alumínio e o Mg-Fe-LDH podem efetivamente inibir a liberação de CO e a liberação de calor durante a combustão de materiais compósitos (HDPE1, HDPE2, HDPE3), dificultando a ignição do HDPE. Quando a quantidade total de retardantes de chama é de 40% (2% de Mg-Fe-LDH, HDPE2), os compósitos de HDPE têm boas propriedades retardantes de chama.
Compósitos de HDPE foram preparados com hidróxido de alumínio, vermiculita expandida e trióxido de antimônio como retardantes de chama. O estudo descobriu que quando a proporção de hidróxido de alumínio/vermiculita expandida era de 3:2, as propriedades mecânicas do material compósito eram melhores, e a supressão de fumaça e o desempenho retardador de chama atingiram o nível FV-0. Quando a quantidade total de hidróxido de alumínio e vermiculita expandida é de 50%, o índice de oxigênio limitante primeiro aumenta e depois diminui com o aumento de hidróxido de alumínio, e a razão ótima é 3∶2.
Foram estudados os efeitos do hidróxido de magnésio e borato de zinco nas propriedades retardantes de chama de polietileno linear de baixa densidade e copolímero de etileno etil acrilato. Verificou-se que com o aumento da proporção de hidróxido de magnésio e borato de zinco, o desempenho retardador de chama do material compósito melhorou. Quando a quantidade de adição de hidróxido de magnésio foi de 65%, o desempenho retardador de chama foi o melhor, atingindo o nível UL94V-0.
O efeito do hidróxido de magnésio nas propriedades retardantes de chama do polietileno linear de baixa densidade foi estudado. Quando a dosagem de hidróxido de magnésio atinge 70%, o índice de oxigênio limitante atinge 31,4%, que é cerca de 71% superior ao do material puro, e o teste de combustão vertical atinge o nível V-0.
Os retardadores de chama de hidróxido de metal são seguros, ecológicos e baratos. Quando usado sozinho, o efeito retardador de chama não é bom, e uma grande quantidade de adição é necessária para melhorar o desempenho retardador de chama do material, mas quando uma grande quantidade é adicionada, as propriedades mecânicas serão reduzidas. Portanto, é a direção de pesquisa do retardante de chama de hidróxido estudar a modificação da superfície e usá-lo em combinação com retardadores de chama de nitrogênio e fósforo para melhorar o desempenho do retardante de chama e reduzir a quantidade de adição.