מעכבי בעירה מבוססי זרחן הם סוג של מעכבי בעירה יעילים, אמינים ונמצאים בשימוש נרחב, אשר משכו תשומת לב רבה מצד חוקרים. הישגים יוצאי דופן הושגו בסינתזה ויישומם.
1. יישום של מעכבי בעירה מבוססי זרחן ב-PP
לתכונות הפיזיקליות של פוליפרופילן (PP) תפקיד מכריע ביישומים התעשייתיים שלו. עם זאת, מדד החמצן המוגבל שלו (LOI) עומד על כ-17.5% בלבד, מה שהופך אותו לדליק מאוד עם קצב בעירה מהיר. ערכם של חומרי PP ביישומים תעשייתיים מושפע הן מעמידות הבעירה שלהם והן מתכונותיהם הפיזיקליות. בשנים האחרונות, מיקרו-קפסולציה ושינוי פני השטח הפכו למגמות העיקריות בחומרי PP מעכבי בעירה.
דוגמה 1: אמוניום פוליפוספט (APP) שעבר שינוי עם חומר צימוד סילאן (KH-550) ותמיסת אתנול שרף סיליקון יושם על חומרי PP. כאשר חלק המסה של ה-APP שעבר שינוי הגיע ל-22%, ה-LOI של החומר עלה ל-30.5%, בעוד שתכונותיו המכניות עמדו גם הן בדרישות ועלו על חומרי PP שעברו שינוי עם APP שלא עבר שינוי.
דוגמה 2: APP נעטפה במעטפת המורכבת ממלמין (MEL), שמן סיליקון הידרוקסיל ושרף פורמלדהיד באמצעות פולימריזציה באתר. לאחר מכן, המיקרו-קפסולות שולבו עם פנטאריתריטול והוחלו על חומרי PP לעמידות בעירה. החומר הציג עמידות בעירה מצוינת, עם LOI של 32% ודירוג מבחן בעירה אנכית של UL94 V-0. גם לאחר טיפול בטבילה במים חמים, החומר המרוכב שמר על עמידות בעירה ותכונות מכניות טובות.
דוגמה 3: חומר APP שונה על ידי ציפויו באלומיניום הידרוקסיד (ATH), וה-APP שעבר שינוי שולב עם דיפנטאריתריטול ביחס מסה של 2.5:1 לשימוש בחומרי PP. כאשר חלק המסה הכולל של מעכב הבעירה היה 25%, LOI הגיע ל-31.8%, דירוג מעכב הבעירה הגיע ל-V-0, וקצב שחרור החום השיא הופחת משמעותית.
2. יישום של מעכבי בעירה מבוססי זרחן ב-PS
פוליסטירן (PS) הוא דליק ביותר וממשיך לבעור לאחר הסרת מקור ההצתה. כדי לטפל בבעיות כגון שחרור חום גבוה והתפשטות להבה מהירה, מעכבי בעירה מבוססי זרחן נטולי הלוגן ממלאים תפקיד קריטי בעמידות בעירה של PS. שיטות מעכבות בעירה נפוצות עבור PS כוללות ציפוי, הספגה, הברשה ועמידות בעירה בשלב הפילמור.
דוגמה 1: דבק מעכב בעירה המכיל זרחן עבור PS מתרחב סונתז בשיטת סול-ג'ל תוך שימוש ב-N-β-(אמינואתיל)-γ-אמינופרופילטרימתוקסיסילאן וחומצה זרחתית. קצף PS מעכב בעירה הוכן בשיטת ציפוי. כאשר הטמפרטורה עלתה על 700 מעלות צלזיוס, קצף ה-PS שטופל בדבק יצר שכבת פחם העולה על 49%.
חוקרים ברחבי העולם הכניסו מבנים מעכבי בעירה המכילים זרחן לתרכובות ויניל או אקריליק, אשר לאחר מכן עוברות קופולימריזציה עם סטירן כדי לייצר קופולימרים חדשים של סטירן המכילים זרחן. מחקרים מראים כי בהשוואה ל-PS טהור, קופולימרים של סטירן המכילים זרחן מציגים LOI משופרים משמעותית ושאריות פחם, דבר המצביע על יציבות תרמית ועמידות בעירה מעולים.
דוגמה 2: מקרומונומר היברידי אוליגומרי פוספט (VOPP) בעל קצה ויניל הורכב על השרשרת הראשית של PS באמצעות קופולימריזציה של השתל. קופולימר ההשתל הציג עמידות בפני בעירה באמצעות מנגנון פאזה מוצקה. ככל שתכולת ה-VOPP עלתה, LOI עלה, קצב שחרור החום השיא ושחרור החום הכולל ירדו, וטפטוף ההיתוך נעלם, מה שמדגים השפעות מעכבות בעירה משמעותיות.
בנוסף, ניתן לקשר כימית מעכבי בעירה אנאורגניים מבוססי זרחן עם מעכבי בעירה מבוססי גרפיט או חנקן לשימוש במעכבי בעירה של PS. ניתן גם להשתמש בשיטות ציפוי או הברשה כדי למרוח מעכבי בעירה מבוססי זרחן על PS, ובכך לשפר משמעותית את עליית האור (LOI) ואת שאריות הפחם של החומר.
3. יישום של מעכבי בעירה מבוססי זרחן בפלסטיק
פוליאמיד (PA) הוא חומר דליק ביותר ומייצר עשן משמעותי במהלך בעירה. מאחר ו-PA נמצא בשימוש נרחב ברכיבים אלקטרוניים וציוד, הסיכון לשריפה חמור במיוחד. בשל מבנה האמיד בשרשרת הראשית שלו, ניתן לעכב בעירה של PA באמצעות שיטות שונות, כאשר מעכבי בעירה תוסףיים וגם ריאקטיביים מוכחים כיעילים ביותר. מבין PA מעכבי בעירה, מלחי אלקיל פוספינאט הם הנפוצים ביותר.
דוגמה 1: אלומיניום איזובוטילפוספינאט (A-MBPa) נוסף למטריצה של PA6 כדי להכין חומר מרוכב. במהלך בדיקת מעכב בעירה, A-MBPa התפרק לפני PA6, ויצר שכבת פחם צפופה ויציבה שהגנה על ה-PA6. החומר השיג LOI של 26.4% ודירוג מעכב בעירה של V-0.
דוגמה 2: במהלך הפולימריזציה של הקסמתילן-דיאמין וחומצה אדיפית, נוספו 3% משקלי של חומר מעכב בעירה ביס(2-קרבוקסיאתיל)מתילפוספין אוקסיד (CEMPO) כדי לייצר PA66 מעכב בעירה. מחקרים הראו כי PA66 מעכב בעירה הציג עמידות בעירה עדיפה בהשוואה ל-PA66 קונבנציונלי, עם LOI גבוה משמעותית. ניתוח שכבת הפחם גילה כי פני השטח הפחם הצפופים של PA66 מעכב בעירה הכילו נקבוביות בגדלים שונים, מה שסייע בבידוד העברת חום וגז, והדגים ביצועים מעכבי בעירה בולטים.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
זמן פרסום: 15 באוגוסט 2025
