Применение и ход исследований гидроксидного антипирена в полиэтилене

Полиэтилен (ПЭ) представляет собой термопластичную смолу, полученную полимеризацией мономера этилена. Обладает хорошей морозостойкостью, хорошей механической прочностью и диэлектрическими свойствами. Он широко используется в кабелях, пленках, трубах, упаковке, контейнерах, медицинских приборах и других продуктах. Но кислородный индекс ПЭ составляет 17,4%, что является горючим материалом. Полиэтиленовый материал имеет высокую скорость горения, большое количество тепла/дыма, легко плавится и падает при горении, что представляет большую угрозу безопасности жизни и имущества и ограничивает использование и развитие полиэтилена. Поэтому крайне необходимо проводить огнезащитную модификацию.

Антипирены на основе гидроксидов металлов в основном представляют собой гидроксид алюминия и гидроксид магния. Магниево-алюминиевые антипирены обладают хорошей стабильностью, нетоксичностью и низким дымообразованием. В процессе горения выделяется водяной пар, который разбавляет горючий газ, отбирает часть тепла, замедляет горение и создает огнезащитный эффект. Алюминиево-магниевый антипирен может продлить время воспламенения и снизить скорость выделения тепла. Совместимость гидроксида магния с полиэтиленом плохая, а огнезащитная эффективность низкая. Требуется большое количество добавки для улучшения характеристик огнестойкости, а большое количество добавки уменьшит обработку композитных материалов. половые и механические свойства.

Гидроксид магния был модифицирован по поверхности стеаратом натрия и полиэтиленгликолем в качестве модификаторов, и были приготовлены огнезащитные композиты из полиэтилена высокой плотности. Исследования показывают, что при добавлении модифицированного гидроксида магния в количестве 30 % прочность на растяжение композитного материала HDPE/гидроксида магния составляет 12,3 МПа, гидроксид магния имеет хорошую совместимость с HDPE, а предельный кислородный индекс увеличивается до 24,6 %. огнезащитные характеристики улучшились меньше.

Слоистый двойной гидроксид будет выделять CO2 и H2O при разложении, разбавлять и блокировать кислород, благодаря чему он обладает хорошим огнезащитным эффектом и может заменить галогенсодержащие и фосфорсодержащие антипирены.

Огнезащитные композиты гидроксид алюминия/Mg-Fe-LDH/HDPE были приготовлены с использованием гидроксида алюминия и двойного гидроксида магния-железа (Mg-FeLDH) собственного производства в качестве антипиренов. Исследование показало, что гидроксид алюминия и Mg-Fe-LDH могут эффективно ингибировать выделение CO и выделение тепла при горении композитных материалов (ПЭВП1, ПЭВП2, ПЭВП3), что затрудняет воспламенение ПЭВП. Когда общее количество антипиренов составляет 40% (2% Mg-Fe-LDH, HDPE2), композиты HDPE обладают хорошими антипиреновыми свойствами.

Композиты HDPE были приготовлены с гидроксидом алюминия, вспученным вермикулитом и триоксидом сурьмы в качестве антипиренов. Исследование показало, что при соотношении гидроксид алюминия/вспененный вермикулит 3:2 механические свойства композиционного материала были лучше, а показатели дымоподавления и огнестойкости достигли уровня ФВ-0. При общем количестве гидроксида алюминия и вспученного вермикулита 50 % предельный кислородный индекс сначала увеличивается, а затем снижается с увеличением гидроксида алюминия, и оптимальное соотношение составляет 3∶2.

Исследовано влияние гидроксида магния и бората цинка на огнезащитные свойства линейного полиэтилена низкой плотности и сополимера этилена и этиакрилата. Было обнаружено, что с увеличением соотношения гидроксида магния и бората цинка огнезащитные характеристики композиционного материала улучшаются. Когда добавленное количество гидроксида магния составляло 65%, огнезащитные характеристики были лучшими, достигая уровня UL94V-0.

Исследовано влияние гидроксида магния на огнезащитные свойства линейного полиэтилена низкой плотности. Когда дозировка гидроксида магния достигает 70%, предельный кислородный индекс достигает 31,4%, что примерно на 71% выше, чем у чистого материала, а испытание на вертикальное горение достигает уровня V-0.

Антипирены на основе гидроксидов металлов безопасны, экологичны и недороги. При использовании отдельно огнезащитный эффект не является хорошим, и требуется большое количество добавки для улучшения огнезащитных характеристик материала, но при добавлении большого количества механические свойства будут снижены. Таким образом, направлением исследований гидроксидных антипиренов является изучение модификации поверхности и их использование в сочетании с антипиренами на основе азота и фосфора для улучшения характеристик антипирена и уменьшения количества добавки.