פורמולות מעכבי בעירה פוליפרופילן (PP) UL94 V0 ו-V2

פורמולות מעכבי בעירה פוליפרופילן (PP) UL94 V0 ו-V2

פוליפרופילן (PP) הוא פולימר תרמופלסטי בשימוש נרחב, אך דליקותו מגבילה את יישומו בתחומים מסוימים. כדי לעמוד בדרישות מעכבי בעירה שונות (כגון דרגות UL94 V0 ו-V2), ניתן לשלב מעכבי בעירה כדי לשפר את עמידות הלהבה של PP. להלן מבוא מפורט לניסוחים של PP מעכבי בעירה עבור דרגות UL94 V0 ו-V2, כולל בחירת מעכבי בעירה, תכנון ניסוח, טכניקות עיבוד ובדיקות ביצועים.

1. מבוא לדירוגי מעכבי בעירה UL94

UL94 הוא תקן דליקות שפותח על ידי Underwriters Laboratories (UL) להערכת עמידותם בפני בעירה של חומרים פלסטיים. דירוגי מעכבי בעירה נפוצים כוללים:

• V0דרגת מעכבי בעירה הגבוהה ביותר, הדורשת מהדגימות לכבות את עצמן תוך 10 שניות בבדיקת בעירה אנכית מבלי להצית כותנה בטפטוף.
• V2דרגת מעכב בעירה נמוכה יותר, המאפשרת לדגימות לכבות את עצמן תוך 30 שניות בבדיקת בעירה אנכית, תוך מתן אפשרות לטפטוף שעלול להצית כותנה.

2. פורמולת PP מעכבת בעירה V0

PP מעכב בעירה V0 דורש עמידות מעולה בפני בעירה, המושגת בדרך כלל על ידי שילוב מעכבי בעירה יעילים במיוחד ואופטימיזציה של הפורמולה.

2.1 בחירת מעכב בעירה

• מעכבי בעירה ברומיניםכגון דקאברומודיפניל אתר (DBDPO) וטטראברומוביספנול A (TBBPA), המציעים יעילות גבוהה אך עשויים להיות פחות ידידותיים לסביבה.
• מעכבי בעירה מבוססי זרחןכגון אמוניום פוליפוספט (APP) וזרחן אדום, שהם ידידותיים יותר לסביבה ויעילים יותר.
• מעכבי בעירה מתנפחים (IFR)מורכב ממקור חומצה, מקור פחמן ומקור גז, המספק עמידות בפני בעירה ידידותית לסביבה ויעילה.
• מגנזיום הידרוקסיד (Mg(OH)₂) או אלומיניום הידרוקסיד (Al(OH)₃)מעכבי בעירה אנאורגניים ידידותיים לסביבה, אך נדרשות רמות טעינה גבוהות.

2.2 ניסוח אופייני

• שרף PP100 לירות שטרלינג (לפי משקל, אותו דבר להלן).
• מעכב בעירה (IFR)20-30 לחודש
• מגנזיום הידרוקסיד10-20 שעות ביממה
• חומר נגד טפטוף0.5–1 פרל (לדוגמה, פוליאטטראפלואורואתילן, PTFE).
• חוֹמֶר סִיכָּה0.5–1 פרל (למשל, אבץ סטארט).
• נוגד חמצון0.2–0.5 פרנהייט

2.3 טכניקות עיבוד

• עִרבּוּבערבבו באופן אחיד שרף PP, מעכבי בעירה ותוספים אחרים במיקסר במהירות גבוהה.
• שחול ופלטיזציההשתמשו במכונת אקסטרודר בעלת שני בורגים בטמפרטורה של 180–220 מעלות צלזיוס כדי לייצר כדורים.
• הזרקת דפוסעצבו את הכדורים לדגימות בדיקה באמצעות מכונת הזרקה.

2.4 בדיקות ביצועים

• בדיקת כוויה אנכית UL94על הדגימות לעמוד בדרישות V0 (כיבוי עצמי תוך 10 שניות, ללא הצתה של צמר גפן מטפטופים).
• בדיקת תכונות מכניותהערכת חוזק מתיחה, חוזק פגיעה וכו', כדי להבטיח שביצועי החומר עומדים בדרישות היישום.

3. עיצוב פורמולת PP מעכב בעירה V2

ל-PP מעכב בעירה V2 יש דרישות עמידות נמוכות יותר בפני בעירה וניתן להשיג זאת עם עומס מעכב בעירה מתון.

3.1 בחירת מעכב בעירה

• מעכבי בעירה ברומיניםכגון DBDPO או TBBPA, הדורשות רק כמויות קטנות כדי להשיג V2.
• מעכבי בעירה מבוססי זרחןכגון זרחן אדום או פוספטים, המציעים פתרונות ידידותיים לסביבה.
• מגנזיום הידרוקסיד (Mg(OH)₂) או אלומיניום הידרוקסיד (Al(OH)₃)ידידותי לסביבה אך דורשים טעינה גבוהה יותר.

3.2 ניסוח אופייני

• שרף PP100 שעות לחודש
• מעכב בעירה ברומינציה5–10 שעות
• אנטימון טריאוקסיד (Sb₂O₃): 2–3 פרקים (כסינרגיסט).
• חומר נגד טפטוף0.5–1 פרל (לדוגמה, PTFE).
• חוֹמֶר סִיכָּה0.5–1 פרל (למשל, אבץ סטארט).
• נוגד חמצון0.2–0.5 פרנהייט

3.3 טכניקות עיבוד

• זהה לעיבוד בדרגת V0 (ערבוב, שיחול, הזרקה).

3.4 בדיקות ביצועים

• בדיקת כוויה אנכית UL94על הדגימות לעמוד בדרישות V2 (כיבוי עצמי תוך 30 שניות, טפטוף מותר).
• בדיקת תכונות מכניות: יש לוודא שביצועי החומר עומדים בדרישות היישום.

4. השוואה בין ניסוחי V0 ו-V2

4.1 טעינת חומר מעכב בעירה

• V0 דורש עומסים גבוהים יותר (למשל, IFR של 20-30phr או Mg(OH)₂ של 10-20phr).
• V2 דורש עומסים נמוכים יותר (למשל, מעכבי בעירה ברומינים בריכוז 5-10 פרנהייט של חלבון).

4.2 יעילות מעכבי בעירה

• V0 מספק עמידות מעולה בפני להבה עבור דרישות מחמירות יותר.

4.3 תכונות מכניות

• ניסוחי V0 עשויים להשפיע באופן משמעותי על תכונות מכניות (למשל, חוזק פגיעה, חוזק מתיחה) עקב תכולת תוספים גבוהה יותר.
• לניסוחים של V2 יש פחות השפעה על ביצועים מכניים.

4.4 השפעה סביבתית

• פורמולציות V0 משתמשות לעיתים קרובות במעכבי בעירה ידידותיים לסביבה (למשל, IFR, Mg(OH)₂).
• ניסוחים של V2 עשויים להשתמש במעכבי בעירה עתירי ברום, שהם פחות ידידותיים לסביבה.

5. המלצות לאופטימיזציה של הפורמולציה

5.1 סינרגיזם של מעכבי בעירה

• שילוב של מעכבי בעירה שונים (למשל, IFR + Mg(OH)₂, ברום + Sb₂O₃) יכול לשפר את עמידות הבעירה ולהפחית את העומס.

5.2 שינוי פני השטח

• שינוי מעכבי בעירה אנאורגניים (למשל, Mg(OH)₂, Al(OH)₃) משפר את התאימות עם PP, ומשפר את התכונות המכניות.

5.3 אופטימיזציה של עיבוד

• שליטה בפרמטרי שחול/הזרקה (טמפרטורה, לחץ, מהירות בורג) מבטיחה פיזור אחיד ומונעת התפרקות.

6. סיכום

תכנון ניסוחי PP מעכבי בעירה V0 ו-V2 תלוי בדרישות עמידות בפני בעירה ובתרחישי יישום ספציפיים.

• פורמולציות V0בדרך כלל משתמשים במעכבי בעירה בעלי יעילות גבוהה (למשל, IFR, Mg(OH)₂) וסינרגיה אופטימלית כדי לעמוד בתקנים מחמירים.
• פורמולציות V2יכול להשיג עמידות בעירה נמוכה יותר עם מינימום תוספים (למשל, מעכבי בעירה ברומינים).

ביישומים מעשיים, יש לאזן בין גורמים כגון עמידות בפני בעירה, ביצועים מכניים, השפעה סביבתית ועלות כדי לייעל את הפורמולציות וטכניקות העיבוד.

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