Quali sono i diversi tipi di ritardanti di fiamma compositi?

I Ritardanti di fiamma compositi sono una parte indispensaBile della scienza dei materiali moderni. ComBinano due o più diversi tipi di componenti retardanti di fiamma in un modo specifico per creare un effetto sinergico, raggiungendo un livello di ritardo della fiamma che un singolo agente non può. Questa azione sinergica non solo aumenta l'efficienza del recupero della fiamma, ma riduce anche la quantità di additiva necessaria, riducendo al minimo gli impatti negativi sulle proprietà fisiche del materiale, come la resistenza meccanica e la trasfOmaBilità.

1. Classificazione tramite meccanismo di retardante fiamma

Il principale vantaggio di ritardanti di fiamma compositi risiede nella sinergia dei loro multipli meccanismi retardanti di fiamma. Sulla base della loro modalità di azione primaria, possono essere classificati come segue:

1. Ritardanti di fiamma compositi alogeni-inorganici

   • Componenti principali: Consistono principalmente da ritardanti di fiamma alogenati (come decabromodifenil etano, resine epossidiche bromurate, ecc.) E ritardanti di fiamma inorganica (come triossido di antimonio, idrossido di magnesio, idrossido di alluminio, ecc.).

   • Meccanismo: I ritardanti di fiamma alogenati rilasciano radicali alogeni durante la combustione, che catturano i radicali prodotti dalla decomposizione termica del polimero, interrompendo la reazione a catena di combustione. Composti inorganici come il triossido di antimonio ( $S{b}_2{O}_3$ ) agire come a sinergico Qui. Reagisce con il ritardante della fiamma alogena per formare alogenuri antimonio più efficienti (come $SbC{l}_3$ or $SbB{r}_3$ ), migliorEo ulteriormente l'effetto retardante della fiamma in fase gassosa. Inoltre, idrossidi inorganici come il magnesio e l'idrossido di alluminio assorbono il calore mentre si decompongono e rilasciano vapore acqueo per diluire gas infiammabili, formando una barriera fisica che fornisce una ritardo della fiamma in fase solida.

   • Applicazioni: Utilizzato principalmente in termoplastici come polistirene e polipropilene, nonché nell'isolamento dei cavi e altri materiali isolanti.

2. Ritardanti di fiamma compositi fosforo-nitrogen

   • Componenti principali: Composti principalmente da composti contenenti fosforo (come fosforo rosso, esteri di fosfato, fosfato di poliammonio-PAP, ecc.) E composti contenenti azoto (come melamina, melamina cianura-MCA, guanidina, ecc.).

   • Meccanismo: L'effetto sinergico di questo tipo di ritardante di fiamma è molto significativo. I composti contenenti fosforo si disidratano quando riscaldati per formare uno strato di carbone, che crea una densa barriera sulla superficie del materiale. Questo barriera isola il materiale da calore, ossigeno e gas infiammabili, fungendo da un Ritardia della fiamma in fase solida meccanismo. Allo stesso tempo, i composti contenenti azoto si decompongono ad alte temperature per produrre gas non combustibili (come $N_2$ and $N{H}_3$ ). Questi gas diluiscono efficacemente la concentrazione di gas infiammabili, raggiungendo a retardante fiamma in fase gassosa effetto. I composti contenenti azoto promuovono anche la formazione dello strato Char, aumentando ulteriormente le prestazioni del retardante della fiamma.

   • Applicazioni: Ampiamente utilizzato in poliuretani, resine epossidiche, poliolefine e altri campi, in particolare laddove la protezione ambientale è una considerazione chiave, come l'elettronica, i materiali da costruzione e il trasporto.

3. Ritardanti di fiamma compositi intumescenti (IFR)

   • Componenti principali: Gli IFRS sono intrinsecamente un sistema composito, di solito contenente tre componenti chiave:

     • Fonte acida: Disidrati la fonte di carbonio per la formazione di carbone, come fosfato di poliammonio (APP), acido borico o acido fosforico.

     • Fonte di carbonio: Una sostanza che può essere catalizzata dalla fonte acida per formare uno strato di carbone ad alte temperature, come pentaerytritente, amido o sorbitolo.

     • Fonte del gas: Si decompone ad alte temperature per produrre gas non combustibili, causando gonfiore dello strato di carbone e schiuma, come la melamina o la guanidina.

   • Meccanismo: Il meccanismo degli IFRS è un classico esempio di Ritardia della fiamma in fase solida . Quando riscaldata, la fonte acida produce acido, che provoca la disidratazione della fonte di carbonio e forma Char. Allo stesso tempo, la fonte di gas si decompone e produce gas che causano la schiuma di formazione della formazione e si espandono. Ciò si traduce in uno strato di schiuma spesso, non combustibile e poroso sulla superficie del materiale. Questo strato di schiuma non solo isola il materiale dall'ossigeno e dal calore, ma impedisce anche il rilascio di gas infiammabili, ottenendo un risultato retardante di fiamma altamente efficace.

   • Applicazioni: Ampiamente utilizzato in materie plastiche, tessuti, rivestimenti e adesivi ingegneristici. Sono molto favoriti per il loro Senza alogeno ed ecologico proprietà.

2. Classificazione per forma di ritardante di fiamma e compatibilità

Oltre al loro meccanismo, i ritardanti di fiamma compositi possono anche essere classificati in base alla loro forma fisica e alla compatibilità con il materiale di base:

1. Ritardanti di fiamma compositi in polvere

   • Caratteristiche: Due o più ritardanti di fiamma vengono semplicemente miscelati insieme come polveri di micron o nano di dimensioni, in genere una miscela di ritardanti di fiamma inorganici e organici.

   • Vantaggi: Processo di produzione semplice e costi relativamente bassi.

   • Svantaggi: Può soffrire di dispersione irregolare in polvere, che influisce sulla stabilità dell'effetto retardante della fiamma.

   • Esempi: Una miscela di triossido di antimonio e decabromodifenil etano.

2. Ritardanti di fiamma compositi MasterBatch

   • Caratteristiche: I ritardanti di fiamma multipli vengono pre-dispersi in un vettore polimerico per creare pellet ad alta concentrazione (MasterBatchs).

   • Vantaggi: I ritardanti di fiamma sono uniformemente dispersi all'interno del materiale di base, migliorando la stabilità e la coerenza dell'effetto retardante di fiamma. Il modulo MasterBatch semplifica anche la gestione e l'elaborazione e riduce l'inquinamento da polvere.

   • Svantaggi: Costi di produzione relativamente elevati, che richiedono un'attenta selezione di una resina di vettore appropriata.

   • Esempi: Un MasterBatch retardante di fiamma realizzato mescolando ritardanti di fiamma del fosforo-nitrogeno con un vettore di polipropilene.

3. Ritardanti di fiamma compositi microincapsulati

   • Caratteristiche: I ritardanti di fiamma sono incapsulati all'interno di un polimero o altro materiale della parete di microcapsule, formando una struttura del guscio centrale a livello di micron.

   • Vantaggi: Risolve il problema della scarsa compatibilità tra i ritardanti di fiamma e la matrice polimerica, riducendo la migrazione e il sanguinamento degli additivi. Protegge anche il ritardo della fiamma dal calore e dall'umidità, migliorando la sua stabilità termica.

   • Svantaggi: Il processo di preparazione è complesso e costoso.

   • Esempi: Fosforo rosso microincapsulato, in cui il guscio esterno impedisce effettivamente l'ossidazione e l'idrolisi del fosforo rosso, risolvendo i problemi di sicurezza durante il suo utilizzo.

Conclusione

Ritardanti di fiamma compositi ( Sistemi di ritardanti di fiamma sinergica ) sono diventati una direzione cruciale nello sviluppo della tecnologia ritardante della fiamma a causa dei loro effetti sinergici unici. Migliorano le prestazioni di retardante di fiamma dei materiali considerando la cordialità ambientale e la trasformabilità. Poiché la domanda di materiali eco-compatibili e ad alte prestazioni continua a crescere, la ricerca futura si concentrerà sullo sviluppo di sistemi compositi nuovi, efficienti, senza alogeni, a bassa figura e a bassa tossicità. Questi sistemi incorporeranno tecnologie avanzate come nanotecnologie e microincapsulazioni per ottenere scoperte in applicazioni più ad alto valore.