Технические решения для промышленности
Закрыть
Технические решения для промышленности
Технологии

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 24

15 октября 2020
Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 24

Эту часть начнем с рассмотрения сочетания сурьмы и галогенсодержащих соединений, которые могут эффективно работать вместе в качестве антипиреновых добавок в полимерных компаундах и конкретно на основе полипропилена. Комбинации триоксида сурьмы (ATO, Sb2O3) с галогенированными антипиренами демонстрируют лучшие характеристики по сравнению с таковыми без Sb2O3. Триоксид сурьмы реагирует с галогенидом водорода, обеспечивая контролируемое высвобождение SbX3 в диапазоне горения 245–565 °C. SbX3, образующийся в этих реакциях, обеспечивает образование HX, что мешает механизмам радикальной цепочки, как уже было описано ранее. Синергизм, вероятно, возникает из-за того факта, что химический состав галогена сурьмы увеличивает время жизни реактивных частиц в зоне горения и, следовательно, увеличивает вероятность того, что реакции разветвления пламени будут прерваны, как было описано выше.

Методы, используемые для оценки стабилизации и огнестойкости, являются ключевыми для разработки рецептуры. Стабильность процесса обработки полипропилена можно оценить либо путем многократной обработки при номинальных условиях, либо путем значительного увеличения температуры и сдвига во время одной обработки. Как упоминалось ранее, многократная экструзия с последующим измерением текучести расплава и изменения цвета особенно подходит для полипропилена, потому что сшивание или другие процессы редко бывают искаженными, как это происходит с полиэтиленом. Оценка стойкости к ультрафиолетовому излучению зависит от области применения. Например, для офисного и бизнес-оборудования при оценке воздействия УФ-излучения на материал будет использоваться метод ускоренного старения для имитации солнечного света через оконное стекло офиса в сухой и прохладной среде. Этот метод воздействия ксеноновой дугой ускоряет оценку, так что изменение цвета композитного материала на 3 единицы через 300 часов является стандартным критерием отказа. На данный момент физическая целостность существенно не изменилась, но изменение цвета будет нежелательным для покупателя. Еще один интересующий разработчиков и потребителей критерий – сохранение ударной вязкости. Для полипропиленовых волокон стойкость к УФ-излучению обычно измеряется с точки зрения сохранения прочности на разрыв или удлинения при ускоренном старении. Методы естественного и ускоренного старения – полезные инструменты для проверки устойчивости к ультрафиолетовому излучению.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 24

Однако прогнозирование срока службы по результатам старения требует обширных корреляционных исследований. Чтобы разработать систему из негорючего полипропилена, необходимо ответить на следующие ключевые вопросы. Каково конечное применение (например, бытовая техника, автомобилестроение, текстиль), какого класса воспламеняемости должен достичь продукт, будет ли продукт подвергаться чрезмерным колебаниям температуры, какой тип УФ-устойчивости требуется для продукта, а также будет ли продукт утилизирован? Следующий этап оценки делится на характеристики воспламеняемости и влияние на общие физические свойства. Что касается характеристик воспламеняемости, то для полипропилена используются три испытания, установленные европейскими и американскими протоколами, в частности UL94 Underwriters Laboratories (UL). Ориентация образца, размер и продолжительность пламени были изменены, чтобы отразить возможные ситуации воздействия. Целью горизонтального испытания является определение скорости горения образца, а не его способности к самозатуханию. И наоборот, испытание на вертикальное горение предназначено для оценки способности образца противостоять распространению пламени после удаления источника воспламенения. Альтернативой испытанию на вертикальное горение является испытание, при котором образцы устанавливаются горизонтально и контролируются на предмет прогорания.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 24

После определения характеристик воспламеняемости необходимо определить влияние антипирена на физические свойства. Оценка физических свойств полипропилена делится на краткосрочную и долгосрочную. Соответствующие стандарты описывают протоколы для краткосрочной и долгосрочной оценки соответственно. Список тестов, измеренных в краткосрочной перспективе, также хорошо известен. Кроме того, ряд тестов используется для помощи конечному пользователю в выборе материалов с эквивалентными характеристиками, а также для выявления альтернативы, если исходная система становится недоступной. Краткосрочная оценка проводится для всех систем, чтобы определить влияние антипирена на физические свойства и установить базовый уровень для долгосрочной оценки. Если композит имеет рейтинг UL94 V2 или выше, то проводятся долгосрочные оценки (UL746B). Для UL746B оцениваются те же свойства, что и в краткосрочной перспективе, но теперь образцы выдерживаются при четырех различных температурах. Когда образцы начинают заметно ухудшаться или демонстрируют снижение физических свойств более чем на 50%, образцы вынимаются из печи. Физические свойства и характеристики воспламеняемости измеряются на выдержанных образцах.

Максимальная температура и время, при которых физические свойства поддерживаются на уровне, превышающем или равном 50% для значений старения, обозначаются как относительный термический индекс, или RTI. Полипропиленовые системы со стабилизаторами, рассчитанными на длительное тепловое старение, обычно имеют RTI в диапазоне 100–125 °C. Добавление галогенорганических антипиренов увеличивает термические свойства полипропиленовых композитов и, как следствие, может привести к более высокому RTI. Далее заметим, что полипропилен уверенно начал проникать в области, которые ранее считались слишком сложными и даже невозможными для этого пластика. Новые катализаторы, модифицированные наполнители и процедуры компаундирования привели к появлению сортов полипропилена с улучшенной жесткостью, ударной вязкостью, термостойкостью, устойчивостью к царапинам, лучшим блеском и значительно улучшенной несущей способностью при повышенных температурах. Эксперты в полиолефиновой промышленности предполагают, что уже в ближайшие 10-20 лет сфера использования полипропилена расширится еще больше.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 24

Конечное использование материалов на основе полипропиленовых компаундов уже расширилось за счет включения автомобильных боковых панелей кузова, других конструкционных деталей и теплогенерирующих устройств, которые исторически изготавливались из термопластичных уретанов (TPU), сополимера акрилонитрил-бутадиен-стирола (ABS) и армированных стекловолокном композитов. Следовательно, потребность в огнестойком полипропилене выросла. Как и в случае с другими системами пластиков, существует два подхода, которые используются для достижения приемлемого сопротивления горению. Первый и наиболее часто используемый метод работает в паровой фазе и основан на синергизме добавок галогенорганических соединений и оксидов металлов, таких как PE68, DE83R, CD75P, GPP36 или используемых вместе с оксидами сурьмы. DE83R, PE68 и CD75P и антипирены Dechlorane Plus на основе оксидов сурьмы являются продуктами нескольких крупнейших производителей добавок. Второй метод направлен замену галогенированных добавок фосфорорганическими, фосфорными кислотами и солями или неорганическими комплексами на основе меламина. Примеры типичных систем из огнестойкого полипропилена следующие: помимо показанных ранее DE83R, PE68 и Dechlorane Plus, эти добавки включают FR1025, BA59, FR1808, PB370, Nonnen 52 и MgOH2.

Полипропилен, его сополимеры и ПП композиты. Часть 24

Для получения более полной информации, надо обратиться к нашим специалистам по телефону
+7 (495) 268-0242, или почте info@nomitech.ru, они окажут помощь в подборе необходимого оборудования, которое будет соответствовать вашим требованиям как в части технических характеристик, так и в ценовом плане.

комментарии
Комментариев нет

Прежде, чем Вы сможете добавить свой комментарий, он будет проверен администратором.
вернуться назад