Nghiên cứu tăng cường khả năng chống cháy của PA66 bằng photpho đỏ phủ các loại nhựa khác nhau

Nylon 66 có tính chất cơ học tốt, chống mài mòn và chống ăn mòn hóa học, được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực ô tô, điện tử và điện. Tuy nhiên, PA66 là vật liệu dễ cháy, khi đốt sẽ có giọt nhỏ, nguy cơ mất an toàn rất lớn. Vì vậy, việc nghiên cứu biến đổi khả năng chống cháy của PA66 có ý nghĩa rất lớn. Hệ thống chống cháy PA66 trước đây bị chi phối bởi chất chống cháy brôm, nhưng chất chống cháy brôm đang phải đối mặt với những vấn đề nghiêm trọng về bảo vệ môi trường và CTI.

Hiện nay, chất chống cháy phốt pho đỏ có thể được áp dụng cho vật liệu PA66 chống cháy do hiệu quả chống cháy cao và hiệu suất chi phí tuyệt vời. Tuy nhiên, chất chống cháy phốt pho đỏ ở nhiệt độ cao, không khí, độ ẩm cao và môi trường kiềm, dễ hấp thụ nước, dẫn đến axit hóa vật liệu. Axit photphoric sẽ ăn mòn các thành phần kim loại, dẫn đến tính chất điện của sản phẩm.

Để ngăn chặn quá trình axit hóa phản ứng phốt pho đỏ, cải thiện tính ổn định của phốt pho đỏ, cho đến nay, cách hiệu quả nhất là phủ phốt pho đỏ vi nang, phương pháp này là bằng phương pháp trùng hợp tại chỗ, trên bề mặt bột phốt pho đỏ để tạo thành vật liệu polymer ổn định, để bạn có thể không tiếp xúc với phốt pho đỏ, oxy và nước, đồng thời làm giảm quá trình axit hóa phốt pho đỏ, tăng cường tính ổn định của việc sử dụng vật liệu.

Tuy nhiên, các loại nhựa phủ khác nhau có tác dụng khác nhau đối với nylon gia cố chống cháy phốt pho đỏ. Trong nghiên cứu này, hai chất chống cháy phốt pho đỏ được phủ nhựa phenolic và nhựa melamine đã được chọn để nghiên cứu ảnh hưởng của hai chất chống cháy lớp phủ khác nhau này lên các đặc tính khác nhau của vật liệu PA66 được tăng cường khả năng chống cháy.

Thành phần cơ bản của vật liệu như sau: vật liệu gốc chống cháy phốt pho đỏ phủ nhựa melamine (MC450), vật liệu gốc chống cháy phốt pho đỏ phủ nhựa phenolic (PF450): hàm lượng phốt pho đỏ 50%. Công thức của nylon 66 được gia cố chống cháy là 58% nylon 66, 12% vật liệu gốc chống cháy, 30% sợi thủy tinh.

Bảng công thức PA66 tăng cường chống cháy phốt pho đỏ

Sau khi trộn và sửa đổi, hỗn hợp PA66/GF30 được phủ chất chống cháy phốt pho đỏ đã được chuẩn bị và các đặc tính liên quan được đo như sau.

1. Khả năng chống cháy, nhiệt độ dây nóng và chỉ số vết rò tương đối

Có thể thấy rằng cả PA66-1# và PA66-2# đều có thể đạt cấp độ chống cháy 1,6mm V-0 và vật liệu không nhỏ giọt trong quá trình đốt cháy. Hai loại PA66 được tăng cường chống cháy phốt pho đỏ có tác dụng chống cháy tuyệt vời. Chỉ số dễ cháy của dây phát sáng (GWFI) của PA66-1# và PA66-2# có thể đạt tới 960oC và GWIT có thể đạt tới 775oC. Hiệu suất đốt dọc và hiệu suất thử nghiệm dây phát sáng của hai vật liệu chống cháy phốt pho đỏ được phủ có thể đạt đến mức rất tốt.

Cũng có thể thấy rằng PA66-1 cao hơn một chút so với CTI của # PA66-2#, và CTI của hai vật liệu PA66 chống cháy phủ phốt pho màu đỏ đều trên 450V, có thể đáp ứng yêu cầu ứng dụng của hầu hết các ngành công nghiệp.

2. Tính chất cơ học

Tính chất cơ học là tính chất cơ bản quan trọng của nylon gia cố chống cháy cho ứng dụng của nó.

Có thể thấy rằng độ bền kéo và độ bền uốn của PA66-1# cao hơn, lần lượt là 164 MPa và 256 MPa, cao hơn 5% và 6% so với PA66-1#. Cường độ va đập có khía và cường độ va đập không có khía của PA66-1# đều cao hơn, lần lượt là 10,5kJ/m2 và 66,9 kJ/m2, cao hơn 3% và 21% so với PA66-1#. Tính chất cơ học tổng thể của hai vật liệu phủ phốt pho đỏ cao, có thể đáp ứng yêu cầu hiệu suất của nhiều lĩnh vực khác nhau.

3. Ngoại hình và mùi

Có thể thấy từ hình thức bên ngoài của hai loại mẫu ép phun được phủ phốt pho đỏ rằng chất chống cháy tăng cường PA66 (PA66-1#) được chuẩn bị bằng nhựa melamine phủ phốt pho đỏ có bề mặt nhẵn, màu sắc tươi sáng và không có sợi nổi trên bề mặt. bề mặt. Màu sắc bề mặt của PA66(PA66-2#) được gia cố chống cháy được chế tạo bằng nhựa phenolic phủ phốt pho đỏ không đồng nhất và có nhiều sợi nổi hơn. Điều này chủ yếu là do bản thân nhựa melamine là một loại bột rất mịn và mịn, như một lớp phủ được giới thiệu, sẽ đóng vai trò bôi trơn trong toàn bộ hệ thống vật liệu, do đó bề ngoài vật liệu mịn, không có sợi nổi rõ ràng.

Hai loại hạt PA66 tăng cường khả năng chống cháy được phủ phốt pho màu đỏ được đặt ở 80oC trong 2 giờ và kích thước mùi của chúng đã được kiểm tra. Chất liệu Pa66-1# có mùi rõ ràng và mùi hăng nồng. Pa66-2# có mùi nhẹ và không có mùi hăng rõ rệt. Điều này chủ yếu là do quá trình trùng hợp lớp phủ tại chỗ, các phân tử nhỏ của nhựa được phủ amin không dễ dàng loại bỏ sạch và mùi của chất amin rất lớn.

4. Hấp thụ nước

Do PA66 chứa các nhóm amin và carbonyl nên dễ hình thành liên kết hydro với các phân tử nước nên dễ hấp thụ nước khi sử dụng, dẫn đến hiệu ứng dẻo hóa, dẫn đến giãn nở thể tích vật liệu, giảm độ cứng và bị rão rõ ràng dưới tác động của nhấn mạnh.

Ảnh hưởng của lớp phủ phốt pho đỏ chống cháy khác nhau đến khả năng hấp thụ nước của vật liệu được nghiên cứu bằng cách kiểm tra khả năng hấp thụ nước của vật liệu. Có thể thấy độ hút nước của hai vật liệu này tăng lên theo thời gian. Độ hấp thụ nước ban đầu của PA66-1# và PA62-2# là tương tự nhau, nhưng khi thời gian hấp thụ nước tăng lên, khả năng hấp thụ nước của các vật liệu khác nhau rõ ràng là khác nhau. Trong số đó, nylon chống cháy phốt pho đỏ phủ nhựa phenolic (PA66-2#) có tỷ lệ hút nước thấp 5,8% sau 90 ngày, trong khi nylon chống cháy phốt pho đỏ phủ nhựa melamine (PA66-1#) có tỷ lệ hút nước cao hơn một chút tỷ lệ hấp thụ 6,4% sau 90 ngày. Điều này chủ yếu là do nhựa phenolic có tốc độ hấp thụ nước thấp và nhựa melamine có khả năng hấp thụ nước tương đối mạnh và khả năng chống thủy phân tương đối kém.

5. Chống ăn mòn kim loại

Từ các mẫu trắng và đến các vật liệu nylon gia cố chống cháy phốt pho đỏ được phủ khác nhau của sự ăn mòn kim loại trong hình có thể thấy, không tham gia, mẫu trắng ăn mòn bề mặt kim loại nylon biến tính ít hơn, có một chút ăn mòn không khí và hơi nước gây ra bởi dấu, PA66-1 # ăn mòn kim loại tương đối tốt, độ bóng bề mặt kim loại tốt hơn, một số bộ phận có hiện tượng ăn mòn, Sự ăn mòn kim loại của PA66-2 # là nghiêm trọng nhất và bề mặt của tấm kim loại bị xỉn màu hoàn toàn , trong khi bề mặt tấm đồng bị ăn mòn và biến màu rõ rệt. Điều này cho thấy khả năng ăn mòn của nylon chống cháy phốt pho đỏ phủ nhựa melamine ít hơn so với nylon chống cháy phốt pho đỏ phủ nhựa phenolic.

Tóm lại, hai loại vật liệu PA66 tăng cường khả năng chống cháy đã được điều chế bằng cách phủ phốt pho đỏ bằng nhựa melamine và nhựa phenolic. Hai loại vật liệu chống cháy có thể đạt tới 1,6mmV-0, có thể vượt qua nhiệt độ đánh lửa dây phát sáng 775oC và CTI có thể đạt tới hơn 450V.

Độ bền kéo và độ bền uốn của PA66 được tăng cường nhờ phốt pho đỏ phủ melamine, trong khi đặc tính va đập của PA66 tốt hơn nhờ phốt pho đỏ phủ phenolic. Ngoài ra, mùi của nhựa phenolic được tăng cường PA66 chống cháy phốt pho đỏ ít hơn so với vật liệu phủ melamine và tốc độ hấp thụ nước thấp hơn. Nhựa melamine phủ chất chống cháy phốt pho đỏ giúp tăng cường vẻ ngoài của PA66 và ít ăn mòn kim loại hơn.

Tham khảo: Nghiên cứu tính chất chống cháy của PA66 phủ photpho đỏ, vật liệu Internet.