การประยุกต์ใช้สารหน่วงไฟสังกะสี borate ในพลาสติกวิศวกรรม

1. บทนำ

สังกะสี borateเป็นสารหน่วงไฟที่ไม่ใช่ฮาโลเจนที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมซึ่งโดดเด่นด้วยความเป็นพิษความสามารถในการละลายน้ำต่ำความเสถียรทางความร้อนสูงขนาดอนุภาคขนาดเล็กและการกระจายตัวที่ดี ด้วยการประยุกต์ใช้พลาสติกวิศวกรรมในสาขาต่าง ๆ เช่นยานยนต์อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการก่อสร้างความต้องการคุณสมบัติสารหน่วงไฟของวัสดุจะเพิ่มขึ้นทุกวัน สังกะสี Borate ได้กลายเป็นสารเติมแต่งสารหน่วงไฟที่สำคัญในพลาสติกวิศวกรรมเนื่องจากคุณสมบัติสารหน่วงไฟที่ยอดเยี่ยมและลักษณะสิ่งแวดล้อม

2. ลักษณะของสารหน่วงไฟสังกะสี borate

องค์ประกอบทางเคมีของสังกะสี borate คือ xzno · yb2o3 · zh2o และความหลากหลายทั่วไปคือ 3.5 น้ำซิงค์น้ำ borate (ZB-2335) คุณสมบัติทางกายภาพของมันรวมถึงลักษณะผงสีขาวหรือสีเหลืองอ่อนขนาดอนุภาค 3-5 ไมครอน, แรงโน้มถ่วงเฉพาะประมาณ 2.67 g/cm ³, และจุดหลอมเหลวประมาณ 980 ℃ ในแง่ของคุณสมบัติทางเคมีสังกะสี borate ไม่ละลายในน้ำมีความเสถียรทางความร้อนสูงและสูญเสียการตกผลึกที่อุณหภูมิสูงกว่า 320 ℃

กลไกสารหน่วงไฟของสังกะสี borate ส่วนใหญ่รวมถึง:

①ผลการดูดซับความร้อน: ปล่อยน้ำผลึกที่อุณหภูมิสูงดูดซับความร้อนจำนวนมากและลดอุณหภูมิพื้นผิวของวัสดุ

②ฟังก์ชั่นการครอบคลุม: การย่อยสลายเพื่อสร้างฟิล์มแก้ว B2O3 ซึ่งครอบคลุมพื้นผิวของวัสดุและแยกออกซิเจนและความร้อน

③การยับยั้งปฏิกิริยาลูกโซ่: ทำปฏิกิริยากับสารประกอบฮาโลเจนเพื่อสร้าง Znx2 และ Hx จับอนุมูลอิสระและขัดจังหวะปฏิกิริยาลูกโซ่การเผาไหม้

3. การใช้งานเฉพาะของสังกะสี borate ในพลาสติกวิศวกรรม

①โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC): ใน PVC แข็งสังกะสี Borate สามารถแทนที่พลวงออกไซด์ได้อย่างสมบูรณ์เพื่อให้ได้ผลกระทบจากเปลวไฟที่คล้ายกันในขณะที่ลดความหนาแน่นของควันอย่างมีนัยสำคัญ การรวมกับพลวงออกไซด์ใน PVC ที่อ่อนนุ่มสามารถปรับปรุงการหน่วงของเปลวไฟ

②polypropylene (PP) และ polyethylene (PE): การใช้งานร่วมกันของสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนเช่นสังกะสี borate และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์สามารถปรับปรุงการหน่วงออกจากเปลวไฟและลดการสร้างควัน

polyamide เสริมแรงและอีพ็อกซี่เรซิน: ในพลาสติกวิศวกรรมประสิทธิภาพสูงเหล่านี้สังกะสี Borate ทำหน้าที่เป็นสารเติมแต่งมัลติฟังก์ชั่นที่ไม่เพียง แต่ช่วยเพิ่มการชะลอของเปลวไฟ แต่ยังช่วยเพิ่มคุณสมบัติเชิงกลและไฟฟ้าของวัสดุ

4. ข้อดีและข้อ จำกัด ของสารหน่วงไฟสังกะสี borate

ข้อดี:

เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและไม่เป็นพิษตรงตามข้อกำหนดของเคมีสีเขียว

เอฟเฟกต์เสริมฤทธิ์กันกับสารหน่วงไฟหลายตัวเพื่อเพิ่มความทนทานต่อเปลวไฟ

การทำงานหลายอย่างมีลักษณะเช่นการหน่วงการยับยั้งการยับยั้งควันและความต้านทานการกัดกร่อน

ข้อ จำกัด :

ผลของการใช้มันเพียงอย่างเดียวใน PVC ที่อ่อนนุ่มนั้นไม่ดีและจำเป็นต้องประกอบกับสารหน่วงไฟอื่น ๆ

ค่าใช้จ่ายค่อนข้างสูงซึ่งอาจเพิ่มต้นทุนการผลิตของวัสดุ

5. แนวโน้มการพัฒนาในอนาคต

ในอนาคตการวิจัยเกี่ยวกับสารหน่วงไฟสังกะสี borate จะมุ่งเน้นไปที่ทิศทางต่อไปนี้:

①Nanotechnology: การปรับปรุงการกระจายตัวและประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟผ่านนาโนเทคโนโลยี

② Multi วัสดุคอมโพสิตที่ใช้งานได้: พัฒนาวัสดุคอมโพสิตใหม่ที่รวมการหน่วงการชะลอการเสริมแรงการต้านเชื้อแบคทีเรียและฟังก์ชั่นอื่น ๆ

③กระบวนการผลิตแบบกรีน: เพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการผลิตลดต้นทุนและลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม

6. บทสรุป

สารหน่วงไฟสังกะสี borateมีโอกาสในการใช้งานที่หลากหลายในพลาสติกวิศวกรรมเนื่องจากคุณสมบัติสารหน่วงไฟที่ยอดเยี่ยมและลักษณะสิ่งแวดล้อม ด้วยนวัตกรรมทางเทคโนโลยีและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการสังกะสี Borate จะมีบทบาทสำคัญในด้านวัสดุสารหน่วงไฟในอนาคต