تركيبات مثبطة للهب من البولي بروبيلين (PP) UL94 V0 وV2

تركيبات مثبطة للهب من البولي بروبيلين (PP) UL94 V0 وV2

البولي بروبيلين (PP) هو بوليمر حراري بلاستيكي شائع الاستخدام، إلا أن قابليته للاشتعال تحد من استخدامه في مجالات معينة. لتلبية متطلبات مقاومة اللهب المختلفة (مثل UL94 V0 وV2)، يمكن استخدام مثبطات اللهب لتعزيز مقاومة البولي بروبيلين للهب. فيما يلي مقدمة مفصلة لتركيبات البولي بروبيلين المقاومة للهب لـ UL94 V0 وV2، بما في ذلك اختيار مثبطات اللهب، وتصميم التركيبة، وتقنيات المعالجة، واختبار الأداء.

1. مقدمة حول تصنيفات مقاومة اللهب UL94

UL94 هو معيار قابلية الاشتعال الذي طورته شركة Underwriters Laboratories (UL) لتقييم مقاومة المواد البلاستيكية للهب. تشمل تصنيفات مقاومة اللهب الشائعة ما يلي:

• V0:أعلى درجة مقاومة للهب، تتطلب من العينات أن تنطفئ ذاتيًا خلال 10 ثوانٍ في اختبار الحرق الرأسي دون اشتعال القطن بالتنقيط.
• V2:درجة مقاومة منخفضة للهب، تسمح للعينات بالانطفاء ذاتيًا في غضون 30 ثانية في اختبار الحرق الرأسي مع السماح بالتنقيط الذي قد يشعل القطن.

2. تركيبة البولي بروبيلين المقاومة للهب V0

تتطلب مادة البولي بروبيلين المقاومة للهب V0 مقاومة ممتازة للهب، ويتم تحقيق ذلك عادةً من خلال دمج مثبطات اللهب عالية الكفاءة وتحسين التركيبة.

2.1 اختيار مثبطات اللهب

• مثبطات اللهب المبرومة:مثل عشاري البروم ثنائي الفينيل (DBDPO) ورباعي البروم ثنائي الفينيل أ (TBBPA)، والتي توفر كفاءة عالية ولكنها قد تكون أقل ملاءمة للبيئة.
• مثبطات اللهب القائمة على الفوسفور:مثل بولي فوسفات الأمونيوم (APP) والفوسفور الأحمر، والتي هي أكثر صديقة للبيئة وفعالية.
• مثبطات اللهب المنتفخة (IFR):يتكون من مصدر حمض ومصدر كربون ومصدر غاز، مما يوفر مقاومة فعالة للهب وصديقة للبيئة.
• هيدروكسيد المغنيسيوم (Mg(OH)₂) أو هيدروكسيد الألومنيوم (Al(OH)₃):مثبطات اللهب غير العضوية الصديقة للبيئة، ولكنها تتطلب مستويات تحميل عالية.

2.2 الصيغة النموذجية

• راتنج البولي بروبلين: 100phr (حسب الوزن، كما هو موضح أدناه).
• مثبطات اللهب المنتفخة (IFR): 20–30 دقيقة.
• هيدروكسيد المغنيسيوم: 10–20 دقيقة.
• عامل مضاد للتنقيط: 0.5–1 phr (على سبيل المثال، بولي تترافلوروإيثيلين، PTFE).
• مواد التشحيم: 0.5–1 جزء في المليون (على سبيل المثال، ستيرات الزنك).
• مضاد للأكسدة: 0.2–0.5 فص.

2.3 تقنيات المعالجة

• خلط:قم بخلط راتينج البولي بروبيلين ومثبطات اللهب والمواد المضافة الأخرى بشكل موحد في خلاط عالي السرعة.
• البثق والتكوير:استخدم آلة بثق مزدوجة اللولب عند درجة حرارة تتراوح بين 180 و220 درجة مئوية لإنتاج الحبيبات.
• حقن القالب:قم بتشكيل الحبيبات إلى عينات اختبار باستخدام آلة قولبة الحقن.

2.4 اختبار الأداء

• اختبار الحرق الرأسي UL94:يجب أن تفي العينات بمتطلبات V0 (الإطفاء الذاتي في غضون 10 ثوانٍ، وعدم اشتعال القطن من التنقيط).
• اختبار الخواص الميكانيكية:تقييم قوة الشد وقوة التأثير وما إلى ذلك، لضمان أن أداء المواد يلبي متطلبات التطبيق.

3. تصميم تركيبة البولي بروبيلين المقاومة للهب V2

تتمتع مادة PP المقاومة للهب V2 بمتطلبات مقاومة أقل للهب ويمكن تحقيقها باستخدام تحميل معتدل لمثبطات اللهب.

3.1 اختيار مثبطات اللهب

• مثبطات اللهب المبرومة:مثل DBDPO أو TBBPA، والتي تتطلب كميات صغيرة فقط لتحقيق V2.
• مثبطات اللهب القائمة على الفوسفور:مثل الفوسفور الأحمر أو الفوسفات، مما يوفر حلولاً صديقة للبيئة.
• هيدروكسيد المغنيسيوم (Mg(OH)₂) أو هيدروكسيد الألومنيوم (Al(OH)₃):صديقة للبيئة ولكنها تتطلب أحمالًا أعلى.

3.2 الصيغة النموذجية

• راتنج البولي بروبلين: 100 فرس.
• مثبطات اللهب المبرومة: 5-10 دقائق.
• ثالث أكسيد الأنتيمون (Sb₂O₃): 2-3phr (كمُؤازر).
• عامل مضاد للتنقيط: 0.5–1 phr (على سبيل المثال، PTFE).
• مواد التشحيم: 0.5–1 جزء في المليون (على سبيل المثال، ستيرات الزنك).
• مضاد للأكسدة: 0.2–0.5 فص.

3.3 تقنيات المعالجة

• نفس معالجة الدرجة V0 (الخلط، البثق، القولبة بالحقن).

3.4 اختبار الأداء

• اختبار الحرق الرأسي UL94:يجب أن تفي العينات بمتطلبات V2 (الإطفاء الذاتي في غضون 30 ثانية، مع السماح بالتنقيط).
• اختبار الخواص الميكانيكية:تأكد من أن أداء المواد يلبي احتياجات التطبيق.

4. مقارنة بين تركيبتي V0 وV2

4.1 تحميل مثبطات اللهب

• يتطلب V0 أحمالًا أعلى (على سبيل المثال، 20–30phr IFR أو 10–20phr Mg(OH)₂).
• يتطلب V2 أحمالًا أقل (على سبيل المثال، مثبطات اللهب المبرومة 5–10phr).

4.2 كفاءة مقاومة اللهب

• يوفر V0 مقاومة فائقة للهب لمتطلبات أكثر صرامة.

4.3 الخصائص الميكانيكية

• قد تؤثر تركيبات V0 بشكل كبير على الخصائص الميكانيكية (على سبيل المثال، قوة التأثير، قوة الشد) بسبب محتوى المواد المضافة الأعلى.
• تركيبات V2 لها تأثير أقل على الأداء الميكانيكي.

4.4 التأثير البيئي

• تستخدم تركيبات V0 غالبًا مثبطات اللهب الصديقة للبيئة (على سبيل المثال، IFR، Mg(OH)₂).
• قد تستخدم تركيبات V2 مثبطات اللهب المبرومة، وهي أقل ملاءمة للبيئة.

5. توصيات تحسين الصياغة

5.1 التآزر المقاوم للهب

• يمكن أن يؤدي الجمع بين مثبطات اللهب المختلفة (على سبيل المثال، IFR + Mg(OH)₂، المبرومة + Sb₂O₃) إلى تعزيز مقاومة اللهب وتقليل التحميل.

5.2 تعديل السطح

• يؤدي تعديل مثبطات اللهب غير العضوية (على سبيل المثال، Mg(OH)₂، Al(OH)₃) إلى تحسين التوافق مع البولي بروبيلين، مما يعزز الخصائص الميكانيكية.

5.3 تحسين المعالجة

• يضمن التحكم في معلمات البثق/الحقن (درجة الحرارة، الضغط، سرعة المسمار) التشتت المنتظم ويمنع التدهور.

6. الخاتمة

يعتمد تصميم تركيبات البولي بروبلين المقاومة للهب V0 وV2 على متطلبات مقاومة اللهب المحددة وسيناريوهات التطبيق.

• تركيبات V0تستخدم عادةً مثبطات اللهب عالية الكفاءة (على سبيل المثال، IFR، Mg(OH)₂) والتآزر الأمثل لتلبية المعايير الصارمة.
• تركيبات V2يمكن تحقيق مقاومة أقل للهب باستخدام الحد الأدنى من الإضافات (على سبيل المثال، مثبطات اللهب المبرومة).

في التطبيقات العملية، يجب موازنة عوامل مثل مقاومة اللهب والأداء الميكانيكي والتأثير البيئي والتكلفة لتحسين التركيبات وتقنيات المعالجة.

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