ПЭТ сохраняет отличные физические и механические свойства в широком температурном диапазоне. Отличная усталость, стойкость к истиранию и старению, отличная электрическая изоляция, устойчивость к большинству органических растворителей и минеральных кислот и ее производство Он широко используется в пластиковых упаковочных бутылках, пленках и синтетических волокнах из-за его низкого потребления энергии и хорошей перерабатываемости. ПЭТ можно использовать в следующих областях: инженерные пластмассы с потреблением 26% для электроприборов, 22% для автомобилей, , Оборудование 19%, бытовая техника 10%, потребительские товары - 10%, остальные 13%. Поскольку ПЭТ широко используется в автомобильной, электрической и других отраслях промышленности, и эти отрасли промышленности предъявляют строгие требования к характеристикам горения и безопасности материалов, поэтому для улучшения огнезащитных свойств ПЭТ Пластик один из самых основных требований. Не важно, как пластик или волокно, огнезащитные свойства материала выше, поэтому разработка огнезащитного ПЭТ все чаще становится важной областью исследований материалов ПЭТ. Подготовка огнестойких ПЭТ-материалов заключается в следующем: Три вида:
Огнестойкий ПЭТ-огнезащитный метод
Добавление антипиренов в ПЭТ-матрице путем добавления подходящего типа и количества антимикробных препаратов с малым молекулярным соединением, использования огнезащитного материала и материала матрицы при сжигании газовой фазы или (и) роли агломерации воспламенения для повышения устойчивости ПЭТ Он имеет преимущества простого метода, низкой стоимости, удобной и гибкой регулировки огнестойкости и огнезащитного уровня полученного ПЭТ для удовлетворения потребностей различных практических применений и, таким образом, является широко используемым методом. Основная проблема заключается в том, что большинство из этих антипиренов с малой молекулярной массой обладают низкой огнестойкостью и большим количеством добавок, что дает ПЭТ огнестойкость, в то же время они часто оказывают отрицательное влияние на обрабатывающие и механические свойства материала. Кроме того, эти огнезащитные Химический состав агента сильно отличается от химического состава ПЭТ, поэтому совместимость агента оставляет желать лучшего. Во время обработки и использования огнезащитное средство может мигрировать и осаждаться из ПЭТФ, влияя на качество внешнего вида продукта и стойкость антипирена.
Рисунок 1 Высокотемпературная самосшивающая сополиэфирная огнезащитная антиотражательная диаграмма
Существует много видов соединений, которые могут быть добавлены в качестве антипиренов в ПЭТ, такие как добавление DBDPO в ПЭТ, могут эффективно влиять на огнестойкость, поскольку огнезащитное средство содержит высокое содержание брома, температуру разложения Выше 350 ℃, это своего рода бромированный ароматический антипирен с высокой степенью чистоты и превосходной термической стабильностью. Но с 1980-х годов было обнаружено, что продукты пиролиза DBDPO содержат полибромированный дибензодиоксан PBDD) и полибромированных дибензофуранов (PBDF), из которых последний оказывает сильное канцерогенное действие, оценка риска по этому вопросу все еще изучается, и многие страны не приняли никаких мер для ограничения нынешнего внутреннего сопротивления Сжигание ПЭТ-завода по-прежнему широко используется в качестве основного огнезащитного DBDPO.
Огнезащитный ПЭТ добавляют в ПЭТ путем добавления трифенилфосфата, трикрезилфосфата, триэтилфосфата, бромированного трифосфата (TDBPPE) и т. Д. Огнезащитный материал также принимается добавлением огнезащитного средства, в котором TDBPPE особенно подходит ПЭТ-пламя, что связано с тем, что TDBPPE содержит бром и фосфор в одной и той же молекуле, обладает синергетическим эффектом галоген-фосфора и эффективностью ингибитора горения фосфора в ПЭТ очень высоко. ПЭТ-пластырь TDBPPE с тремя оксидами Сурьма и может также использоваться отдельно. С антипиреном TDBPPE 30% армированный стекловолокном ПЭТ, антимонат натрия и противостояние TDBPPE между ними могут значительно снизить индекс кислорода и огнезащитные материалы, например, с 15% TDBPPE и 5% антимонатного антипирена натрия антистатический 30% армированный стекловолокном ПЭТ, показатель кислорода в материале составил 29,4%, уровень огнестойкости UL класса V-2 (1,6 мм), время горения - 5,1 с. Однако, если 5% TDBPPE заменяет 5% антимонат натрия в исходной рецептуре, индекс кислорода в материале увеличивается до 36,5%, огнестойкость V-0, а время горения уменьшается до 0,1 с. Для индекса кислорода ПЭТ-огнестойкого материала, TDBPPE эффект лучше. Но в качестве ингибиторов горения фосфатной добавки также неадекватны, в основном фосфатные огнезащитные Жидкость, плохая термостойкость, высокая летучесть, совместимость не является достаточной, а содержание воспламеняющегося фосфора в пламени в целом пропорционально эффекту антипирена. Поэтому разработка обладает отличной термостойкостью и совместимостью, прост в использовании и другими преимуществами твердого Высокомолекулярный поликонденсационный фосфат в качестве ингибитора горения фосфора является тенденцией развития Соединенных Штатов Monsanto, разработанный Phosgard 2XC-20, является нелетучим фосфатным антипиреном, который используется для огнестойкости ПЭТ, достигнутого лучше Эффект.
Рисунок 2 Высокотемпературный самосшивающий сополиэфирный функциональный мономер
Неорганические ингибиторы горения фосфора могут также использоваться для огнестойких ПЭТ-материалов, главным образом красного фосфора, фосфата, полифосфата аммония, не галогеновых антипиренов, из которых красный фосфор является лучшим ПЭТ-огнезащитным, с добавлением Меньшее количество, широкое применение и т. Д. Поскольку красный фосфор содержит только огнезащитные элементы, он более эффективен, чем другие антипирены, особенно для ПЭТ-кислородсодержащих полимерных материалов, но обычный красный фосфор легко поглощает влагу и испускает Фосфиновый газ и плохая совместимость с ПЭТом, как правило, трудно использовать в качестве огнезащитного средства, а микроинкапсулированные антипирены из красного фосфора уменьшают активность красного фосфора для решения проблем совместимости, так что красный фосфор В практическом применении играет важную роль в рециклированном ПЭТ-пластике, добавляя 5% по массе микрокапсул красного фосфора, синергическое добавление с неорганическим антипиреном, результаты предельного индекса кислорода (LOI) достигают 35,5 с красным фосфором Разработка огнезащитных составов, разработка белизны антикоррозионного антикоррозионного краска для микрокапсул для преодоления красного цвета антипирена в материале, используемом в цветовых гаммах, благодаря его совместимости со смолой хорошая, не красноватая при использовании , Высокая огнестойкость, токсичность и другие преимущества, он более подходит для естественных огнезащитных работников ПЭТ Пластик. Кроме того, фосфат также является эффективным антипиреном в термопластичном полиэфире. Среди них полифосфат аммония (APP) является неорганическим антипиреном на основе фосфора, разработанным в последние годы из-за его высокого содержания фосфора, азота Он имеет много преимуществ, таких как хорошая термическая стабильность, низкая растворимость в воде, высокая огнестойкость и т. Д., Поэтому он широко используется во многих областях. Однако из-за термического разложения небольших молекулярных соединений при высокой температуре трудно удовлетворить требованиям термопластичности при более высокой температуре Поэтому в последние годы технология микрокапсул использовалась для покрытия APP, чтобы придать ей более высокую термостабильность и водостойкость в качестве огнезащитного состава для пластмасс ПЭТ.
Азотные антипирены могут также использоваться для огнестойких ПЭТ, в настоящее время применение азотсодержащих антипиренов в основном включает три категории: меламин, дициандиамид, соли и производные гуанидина, включая меламин, цианурат меламина и меламинфосфат Является ли рынок огнестойкости наиболее потенциальными сортами. Азотные антипирены на огнезащитном механизме, ингибиторы горения азота обычно считаются термическим разложением, легко выделяются аммиак, азот, глубокие оксиды азота, водяной пар и т. Д. Невоспламеняющиеся газы, образование негорючих газов и разложение эндотермических антипиренов (включая частичную сублимацию антипиренов) отбирают большую часть тепла и значительно снижают температуру поверхности полимера. Невоспламеняющиеся газы играют роль в разбавлении воздуха Из кислорода и ПЭТ-пиролитического газа, генерируемого ролью горючих газов, а также потому, что ПЭТ имеет присутствие замедлителей горения азота, но также и при сжигании кислорода в воздушной реакции диоксида углерода, воды и оксидов азота, кислород на поверхности потребления материалов В то же время для достижения хорошего огнезащитного действия ингибитора горения азота является основным преимуществом эффективных огнезащитных, негалогенных, неагрессивных эффектов.
Во-вторых, ПЭТ-сополимер огнестойкий
Сополимеризация огнезащитного ПЭТ является реакционноспособным антипиреном в качестве третьего мономера, участвующего в реакции полимеризации ПЭТФ, подготовленных композиционных материалов с огнестойкостью ПЭТ. Реактивные антипирены обычно содержат P, N и другие огнезащитные элементы, наличие этих элементов Может улучшить огнестойкость полимера путем изменения процесса термической деградации полимерной матрицы и т. Д. В синтезе ПЭТ терефталевой кислоты и этиленгликоля добавление реакционной системы, которая может участвовать в реакции и обладает свойством антипирена Три мономера (использование третьего мономера, главным образом содержащего диол фосфора или триола), позволяют участвовать в синтезе реакции ПЭТ, чтобы связать его с молекулярной цепью и, таким образом, играть огнезащитный эффект. Применение такого огнезащитного средства редко, в основном из-за его низкого содержания фосфора, плохой стабильности, легко агрегируется при синтезе.
Рисунок 3 Принципиальная схема процесса вертикального сгорания с сополиэфиром со структурой дифенилацетилена
Способ сополимеризации для получения ПЭТ-антипиренов также известен как структурный антипирен ПЭТ, получаемый огнестойким ПЭТ-сополимеризационным огнезащитным мономером, также представляет собой фенилдикарбоксифенилфосфиноксид (БКППО), который представляет собой Очень типичный сополимеризационный огнестойкий мономер не только обладает отличными огнезащитными свойствами, но также может улучшить характеристики многих огнезащитных ПЭТ. BCPPO представляет собой органический фосфиноксид, высокую термическую стабильность, температуру термического разложения 350 ℃, температура, соответствующая максимальной скорости разложения, выше 450 ℃, а количество остатка разложения составляет до 40% при 650 ℃, поэтому сополимеризация BCPPO в качестве сополимеризованного ПЭТ-мономера против замедленного действия при температуре полимеризации Будут разрушаться. Кроме того, BCPPO содержит бифункциональные группы с сополимеризацией этиленгликоля и терефталевой кислоты, сополимеризующей огнестойкий ПЭТ из-за фосфорорганических компонентов, замещающих огнестойкость, случайно сополимеризованных в макромолекулярной цепи, в результате чего огнестойкий ПЭТ имеет постоянный Из огнестойких свойств сополимеризации огнезащитного материала называется природа огнезащитных материалов, благодаря специальной химической структуре, даже без добавления огнезащитного состава также обладает достаточными огнезащитными свойствами присущего огнезащитного полимера с высокой термической стабильностью, Низкая скорость горения Хорошая способность предотвратить распространение огня, даже когда лицо очень высокого теплового потока, а также.
Некоторые ученые синтезировали '(6-оксо-6-дибензо- (с, е) (1,2) -оксафосфорин-6-он) Является новым сополимером ПЭТ-огнестойкого третьего мономера. DDP молекулярная структура бифенилфосфата и образование устойчивой кольцевой структуры, а в положении боковой цепи имеет хорошую термостабильность и устойчивость к гидролизу, он и ПЭТ Сополимеризация может улучшить огнестойкость ПЭТ, преодолеть недостатки легкого гидролиза огнезащитного ПЭТ и сохранить исходные характеристики обработки ПЭТФ, имеет широкие перспективы применения. 2-карбоксиэтилфенилгиосфосфористая кислота (CEPPA) также представляет собой синтез ПЭТФ Когда третий стабилизирующий пламя мономер, CEPPA относится к производным гипофосфорной кислоты, сильной кислоте, гидроксилу и карбоксилу с более высокой реакционной способностью, поскольку CEPPA содержит фосфор и обладает высокой термической стабильностью и окислением Стабильность, это превосходное ПЭТ-реактивное огнезащитное средство. В качестве третьего мономера использовали CEPPA, а на месте добавили фосфатное стекло (P-стекло) Synergy, сополимеризацию in-situ в содержимом P-стекла Различные ПЭТ / П-стекла огнестойкие материалы, экспериментальные результаты показывают, что добавление P-стекла может способствовать системному углю, в то же время, с добавлением количества P-стекла Повышенная огнестойкость и устойчивость к капелькам композитов были улучшены. Когда содержание P-стекла достигало более 1%, LOI достигала более 30%, а вертикальный уровень горения UL94 достигал V-0. Кроме того, Изучение неизотермического поведения кристаллизации показало, что Р-стекло мало влияет на кристаллическую структуру ПЭТ, но уменьшает скорость кристаллизации ПЭТ.
Рис.4 Принципиальная схема огнезащитной антикапле иономера (а) и иономера после испытания на индекс ионов кислорода (б)
Кроме того, калиевая соль бисфенола А и бисфенола F, 10-гидрокси-10-оксо-10 водород-фенантрен-2,8-дикарбоновая кислота (DHPPO-K) Некоторые люди, соответственно, в качестве третьего мономера бисфенола А и бисфенола F, участвующие в полимеризации ПЭТ, для получения двух видов ПЭТ. Термическая стабильность как ПЭТ по отношению к чистому ПЭТ имеет определенное увеличение, но и антипирен Производительность не сильно улучшена. LOI бисфенола A-типа PET увеличивается только с 22% до 25%, класс UL-94 лучше всего подходит для класса V-2, и капля является серьезной, а ПЭТ-бисфенол F-типа немного лучше, LOI До 26% и могут образовывать нестабильный слой древесного угля, имеют определенный тормозной эффект. Исследователи с DHPPO-K как третий мономер и терефталевая кислота, сополимеризация этиленгликоля, полученные с ионами (PETIs-K) с аналогичными фосфорсодержащими гетероциклическими ПЭТФ (ПЭТФ) в качестве контроля. Эксперименты показывают, что PETIs-K имеет более высокую термическую стабильность, DHPPO-K может способствовать субстрату Образование устойчивого слоя углерода при высоких температурах ухудшает замедление пламени материала. Хотя PETPs и PETIs-K имеют более высокие LOI, PETIs-K также имеет более высокую самооценку И анти-капельные свойства. ПФП и ПЭТИ-К в огнестойких материалах по-разному, ПЭТФ при деградации фосфорных материалов в газовую фазу и фосфор в ПЭТИ-К в основном в фазе когезии ,
В-третьих, ПЭТ смарт-огнезащитный метод
Умный огнезащитный ПЭТ, недавно предложенный учеными, интеллектуальный огнестойкий ПЭТ в процессе формования не отличается от обычного ПЭТ, но когда ПЭТ воспламеняется, его химическая структура изменится, например, появление быстрых сшивающих применений, так что плавление Вязкость тела быстро возрастает и ускоряется карбонизация, которые играют двойную роль антипирена и анти-капли, показанные на рисунке 1. Типичный ПЭТ-смарт-антипирен является поликонденсацией расплава в молекулярной цепи ПЭТ в самосшивающие функциональные группы (Например, стилбен, азобензол, фенилмалеимид и т. Д.), Как показано на рисунке 2. Получение самосшивающих сополиэфиров, полученных сополиэфиром, может поддерживать исходные характеристики корпуса ПЭТ, сопротивление Отсутствие плавильных капель, как показано на рисунке 3. В то же время этот ПЭТ сополимеризации не содержит каких-либо традиционных огнезащитных элементов (таких как Cl, Br, P и т. Д.), Что обеспечивает совершенно новый метод для новой технологии, защищающей зеленый пламя.
Для интеллектуального огнезащитного ПЭТ недавно были предложены два других типа интеллектуальных огнезащитных технологий, то есть «ионно-полимерная капля-резистентность» и «высокотемпературная самоактивная резистивная капля». Химическое сшивание с высокотемпературным самосшиванием Напротив, ионные полимеры обратимо физически сшиты для увеличения вязкости расплава материала для достижения устойчивости к капле (рис. 4). Недавно ученые разработали серию содержащих фосфор мономеров с огнестойкостью, получаемый иономерный поли Эфиры показали лучший антипиренный эффект, препятствующий распространению огня. В молекулярную цепь ПЭТ можно ввести высокотемпературную самонесущую антикапельу, которая может быть высокотемпературной перегруппировкой структуры при высоких температурах путем перегруппировки молекул молекул для продвижения материала В карбонизацию для достижения огнестойкой капли.
В-четвертых, вывод
В настоящее время промышленная подготовка ПЭТ-огнезащитных материалов по-прежнему основана на добавлении антипиренов, в основном из-за огнезащитного модифицированного ПЭТ-материала, не меняет процесс полимеризации ПЭТ, метод изменяется гибко и легко регулируется. Приготовление ПЭТ-огнезащитного материала имеет множество преимуществ, благодаря синергетическому эффекту множества антипиренов может эффективно улучшить огнестойкость композиционного материала, но добавленный антипирен в целом плохо совместим с ПЭТ, количество обычно выше , Приведет к появлению продукта, механическим свойствам снижения. Как разработать составы огнезащитных составов, а также преодолеть совместимость и дисперсию, вызванные смешением модификатора пламени и другими проблемами, без серьезного влияния на другие свойства Дело в том, что для достижения хороших огнезащитных свойств материала это текущая исследовательская направленность, а также будущее основного направления разработки огнестойких материалов ПЭТ. Способ модификации огнезащитного сополимера более созревает, но имеет ограничения, поскольку третий мономер Реактивные огнестойкие ПЭТ-материалы должны изменить процесс производства полимеризации ПЭТ, лицо большого количества продуктов ПЭТ, этот огнестойкий метод является менее распространенным и дорогостоящим. Разработка нового сополимерного огнезащитного ПЭТ, Его высокая универсальность, является важным направлением развития современного сополимера ПЭТ модифицированного пламени композит. ПЭТ исследование интеллектуальных антипирена только зарождается, но он имеет неограниченный потенциал для развития.