كيفية جعل النايلون (بولي أميد، بنسلفانيا) مقاومًا للهب؟

النايلون (بولي أميد، بنسلفانيا) مادة بلاستيكية هندسية عالية الأداء تُستخدم على نطاق واسع في الإلكترونيات والسيارات والمنسوجات وغيرها من المجالات. ونظرًا لقابليته للاشتعال، يُعدّ تعديل النايلون ليكون مقاومًا للهب أمرًا بالغ الأهمية. فيما يلي تصميم وشرح مُفصّل لتركيبات النايلون المقاومة للهب، والتي تشمل محاليل مقاومة اللهب المهلجنة والخالية من الهالوجين.

1. مبادئ تصميم تركيبة النايلون المقاومة للهب

ينبغي أن يلتزم تصميم تركيبات النايلون المقاومة للهب بالمبادئ التالية:

• مقاومة عالية للهب:تتوافق مع معايير UL 94 V-0 أو V-2.
• أداء المعالجة:لا ينبغي لمثبطات اللهب أن تؤثر بشكل كبير على خصائص معالجة النايلون (على سبيل المثال، السيولة والاستقرار الحراري).
• الخصائص الميكانيكية:إن إضافة مثبطات اللهب من شأنها أن تقلل من تأثيرها على قوة النايلون ومتانته ومقاومته للتآكل.
• الصديقة للبيئة:إعطاء الأولوية لمثبطات اللهب الخالية من الهالوجين للامتثال للأنظمة البيئية.

2. تركيبة النايلون المهلجنة المقاومة للهب

تعمل مثبطات اللهب المهلجنة (على سبيل المثال، المركبات المبرومة) على مقاطعة تفاعلات الاحتراق المتسلسلة من خلال إطلاق الجذور الهالوجينية، مما يوفر كفاءة عالية في مقاومة اللهب.

تركيبة التركيبة:

• راتنج النايلون (PA6 أو PA66): 100 جزء في المليون
• مثبطات اللهب المبرومة: 10-20 جزء في المليون (على سبيل المثال، عشاري بروم ثنائي فينيل الإيثان، البوليسترين المبروم)
• ثالث أكسيد الأنتيمون (المؤازر): 3-5 فر
• مواد التشحيم: 1-2 جزء في المليون (على سبيل المثال، ستيرات الكالسيوم)
• مضاد للأكسدة: 0.5-1 كبسولة نباتية (على سبيل المثال، 1010 أو 168)

خطوات المعالجة:

1. مزيج موحد من راتينج النايلون، ومثبطات اللهب، والمتآزرات، ومواد التشحيم، ومضادات الأكسدة.
2. قم بخلط المواد المنصهرة باستخدام آلة بثق ذات مسمار مزدوج ثم قم بتحبيبها.
3. التحكم في درجة حرارة البثق عند 240–280 درجة مئوية (يتم التعديل بناءً على نوع النايلون).

صفات:

• المزايا:كفاءة عالية في مقاومة اللهب، وكمية قليلة من المواد المضافة، وفعالة من حيث التكلفة.
• العيوب:احتمال إطلاق الغازات السامة أثناء الاحتراق، مما يثير المخاوف البيئية.

3. تركيبة النايلون المقاوم للهب والخالي من الهالوجين

تعمل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين (على سبيل المثال، الهيدروكسيدات القائمة على الفوسفور، أو القائمة على النيتروجين، أو غير العضوية) عن طريق التفاعلات الماصة للحرارة أو تكوين طبقة واقية، مما يوفر أداءً بيئيًا أفضل.

تركيبة التركيبة:

• راتنج النايلون (PA6 أو PA66): 100 جزء في المليون
• مثبطات اللهب القائمة على الفوسفور: 10-15 phr (على سبيل المثال، بولي فوسفات الأمونيوم APP أو الفوسفور الأحمر)
• مثبطات اللهب القائمة على النيتروجين: 5-10 phr (على سبيل المثال، سيانورات الميلامين MCA)
• هيدروكسيد غير عضوي: 20-30 جزء في المليون (على سبيل المثال، هيدروكسيد المغنيسيوم أو هيدروكسيد الألومنيوم)
• مواد التشحيم: 1-2 جزء في المليون (على سبيل المثال، ستيرات الزنك)
• مضاد للأكسدة: 0.5-1 كبسولة نباتية (على سبيل المثال، 1010 أو 168)

خطوات المعالجة:

1. خلط راتينج النايلون، ومثبطات اللهب، ومواد التشحيم، ومضادات الأكسدة بشكل موحد.
2. قم بخلط المواد المنصهرة باستخدام آلة بثق ذات مسمار مزدوج ثم قم بتحبيبها.
3. التحكم في درجة حرارة البثق عند 240–280 درجة مئوية (يتم التعديل بناءً على نوع النايلون).

صفات:

• المزايا:صديق للبيئة، لا ينبعث منه غازات سامة، ومتوافق مع اللوائح.
• العيوب:كفاءة مقاومة للهب أقل، كميات مضافة أعلى، تأثير محتمل على الخصائص الميكانيكية.

4. الاعتبارات الرئيسية في تصميم التركيبة

(1) اختيار مثبطات اللهب

• مثبطات اللهب المهلجنة:ذات كفاءة عالية ولكنها تشكل مخاطر بيئية وصحية.
• مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين:صديقة للبيئة ولكنها تتطلب كميات أكبر وقد تؤثر على أداء المواد.

(2) استخدام المتآزرات

• ثالث أكسيد الأنتيمون:يعمل بشكل تآزري مع مثبطات اللهب الهالوجينية لتعزيز مقاومة اللهب.
• تآزر الفوسفور والنيتروجين:في الأنظمة الخالية من الهالوجين، يمكن لمثبطات اللهب القائمة على الفوسفور والنيتروجين أن تتضافر لتحسين الكفاءة.

(3) التشتت والقدرة على المعالجة

• المشتتات:ضمان التوزيع الموحد لمثبطات اللهب لتجنب التركيزات العالية الموضعية.
• مواد التشحيم:تحسين سلاسة المعالجة وتقليل تآكل المعدات.

(4) مضادات الأكسدة
منع تدهور المواد أثناء المعالجة وتعزيز استقرار المنتج.

5. التطبيقات النموذجية

• الإلكترونيات:المكونات المقاومة للهب مثل الموصلات والمفاتيح والمقابس.
• السيارات:المواد المقاومة للهب مثل أغطية المحرك، وحزم الأسلاك، والمكونات الداخلية.
• المنسوجات:الألياف والأقمشة المقاومة للهب.

6. توصيات تحسين الصياغة

(1) تعزيز كفاءة مثبطات اللهب

• مزج مثبطات اللهب:تآزر الهالوجين والأنتيمون أو الفوسفور والنيتروجين لتحسين الأداء.
• مثبطات اللهب النانوية:على سبيل المثال، هيدروكسيد المغنيسيوم النانوي أو الطين النانوي، لتعزيز الكفاءة وتقليل كميات المواد المضافة.

(2) تحسين الخواص الميكانيكية

• المقويات:على سبيل المثال، POE أو EPDM، لتعزيز صلابة المواد ومقاومة الصدمات.
• حشوات التعزيز:على سبيل المثال، الألياف الزجاجية، لتحسين القوة والصلابة.

(3) خفض التكاليف

• تحسين نسب مثبطات اللهب:تقليل الاستخدام مع تلبية متطلبات مقاومة اللهب.
• اختر مواد فعالة من حيث التكلفة:على سبيل المثال، مثبطات اللهب المنزلية أو المخلوطة.

7. المتطلبات البيئية والتنظيمية

• مثبطات اللهب المهلجنة:مقيدة بـ RoHS وREACH وما إلى ذلك، مما يتطلب الاستخدام الحذر.
• مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين:متوافق مع اللوائح، ويمثل الاتجاهات المستقبلية.

ينبغي أن يُراعي تصميم تركيبات النايلون المُثبطة للهب سيناريوهات الاستخدام الخاصة والمتطلبات التنظيمية عند اختيار مُثبطات اللهب المُهلجنة أو الخالية منها. تُوفر مُثبطات اللهب المُهلجنة كفاءة عالية، لكنها تُشكل مخاطر بيئية، بينما تُعتبر البدائل الخالية من الهالوجين صديقة للبيئة، لكنها تتطلب كميات أكبر من المواد المضافة. من خلال تحسين التركيبات والعمليات، يُمكن تطوير مواد نايلون مُثبطة للهب فعّالة وصديقة للبيئة ومنخفضة التكلفة، لتلبية احتياجات صناعات الإلكترونيات والسيارات والمنسوجات وغيرها.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com