Tiến trình ứng dụng và nghiên cứu của chất chống cháy hydroxit trong polyetylen
Polyetylen (PE) là một loại nhựa nhiệt dẻo thu được bằng cách trùng hợp etylen đơn phân. Nó có khả năng chịu lạnh tốt, độ bền cơ học và tính chất điện môi tốt. Nó được sử dụng rộng rãi trong cáp, phim, đường ống, bao bì, thùng chứa, thiết bị y tế và các sản phẩm khác. Nhưng chỉ số oxy PE là 17,4%, là vật liệu dễ cháy. Chất liệu PE có tốc độ cháy nhanh, tỏa nhiệt / khói lớn, dễ chảy ra và rơi ra khi đốt, đe dọa lớn đến an toàn tính mạng và tài sản, hạn chế sử dụng và phát triển của polyetylen. Do đó, bắt buộc phải thực hiện sửa đổi chất chống cháy.
Chất chống cháy hydroxit kim loại chủ yếu là nhôm hydroxit và magie hydroxit. Chất chống cháy magie-nhôm có tính ổn định tốt, không độc hại và ít tạo khói. Trong quá trình cháy, hơi nước sẽ thoát ra làm loãng khí cháy, lấy đi một phần nhiệt lượng, ức chế quá trình cháy và tạo ra hiệu ứng chống cháy. Chất chống cháy nhôm-magiê có thể kéo dài thời gian bắt lửa và giảm tốc độ tỏa nhiệt. Khả năng tương thích của magie hydroxit với PE kém và hiệu quả chống cháy thấp. Nó cần một lượng lớn bổ sung để cải thiện hiệu suất chống cháy, và bổ sung một lượng lớn sẽ làm giảm quá trình xử lý vật liệu composite. giới tính và tính chất cơ học.
Magiê hydroxit được biến tính bề mặt bằng natri stearat và polyetylen glycol làm chất điều chỉnh, và vật liệu tổng hợp chống cháy polyetylen mật độ cao đã được điều chế. Nghiên cứu cho thấy rằng khi lượng bổ sung magie hydroxit biến tính là 30%, độ bền kéo của vật liệu composite HDPE / magie hydroxit là 12,3MPa, magie hydroxit có khả năng tương thích tốt với HDPE và chỉ số oxy giới hạn tăng lên 24,6%, hiệu suất chống cháy được cải thiện ít hơn.
Hydroxit kép phân lớp sẽ giải phóng CO2 và H2O khi nó phân hủy, pha loãng và chặn oxy, làm cho nó có tác dụng chống cháy tốt và có thể thay thế các chất chống cháy chứa halogen và phốt pho.
Vật liệu tổng hợp chống cháy nhôm hydroxit / Mg-Fe-LDH / HDPE được điều chế bằng nhôm hydroxit và hydroxit kép sắt magie tự tạo (Mg-FeLDH) làm chất chống cháy. Nghiên cứu cho thấy nhôm hydroxit và Mg-Fe-LDH có thể ức chế hiệu quả sự giải phóng CO và tỏa nhiệt trong quá trình đốt cháy vật liệu composite (HDPE1, HDPE2, HDPE3), làm cho HDPE khó bắt lửa. Khi tổng lượng chất chống cháy là 40% (2% Mg-Fe-LDH, HDPE2), vật liệu tổng hợp HDPE có đặc tính chống cháy tốt.
Vật liệu tổng hợp HDPE được điều chế với nhôm hydroxit, vermiculit trương nở và antimon trioxit làm chất chống cháy. Nghiên cứu cho thấy khi tỷ lệ nhôm hydroxit / vermiculite trương nở là 3: 2, các tính chất cơ học của vật liệu composite tốt hơn, và hiệu suất ngăn khói và chống cháy đạt mức FV-0. Khi tổng lượng nhôm hydroxit và vermiculite trương nở là 50%, chỉ số oxy giới hạn đầu tiên tăng và sau đó giảm khi sự tăng của nhôm hydroxit, và tỷ lệ tối ưu là 3∶2.
Ảnh hưởng của magiê hydroxit và kẽm borat lên đặc tính chống cháy của polyetylen mật độ thấp tuyến tính và đồng trùng hợp etylen etyl acrylat đã được nghiên cứu. Người ta nhận thấy rằng với việc tăng tỷ lệ magie hydroxit và kẽm borat, tính năng chống cháy của vật liệu composite được cải thiện. Khi lượng magie hydroxit bổ sung là 65%, hiệu suất chống cháy là tốt nhất, đạt mức UL94V-0.
Ảnh hưởng của magie hydroxit đến các đặc tính chống cháy của polyetylen mật độ thấp tuyến tính đã được nghiên cứu. Khi liều lượng magie hydroxit đạt 70%, chỉ số oxy giới hạn đạt 31,4%, cao hơn khoảng 71% so với nguyên liệu tinh khiết và thử nghiệm đốt cháy thẳng đứng đạt mức V-0.
Chất chống cháy hydroxit kim loại an toàn, thân thiện với môi trường và không tốn kém. Khi sử dụng đơn lẻ thì hiệu quả chống cháy không tốt, cần bổ sung một lượng lớn để cải thiện tính năng chống cháy của vật liệu, nhưng khi thêm một lượng lớn thì cơ tính sẽ bị giảm. Do đó, hướng nghiên cứu của chất chống cháy hydroxit là nghiên cứu sự biến đổi bề mặt và sử dụng nó kết hợp với chất chống cháy nitơ và phốt pho để nâng cao tính năng chống cháy và giảm lượng bổ sung.