PET mantiene excelentes propiedades físicas y mecánicas en un amplio rango de temperaturas. Su excelente resistencia a la fatiga, a la abrasión y al envejecimiento, un excelente aislamiento eléctrico, estabilidad a la mayoría de los solventes orgánicos y ácidos minerales, y su producción. bajo consumo de energía, una buena manejabilidad, que ha sido ampliamente utilizado en botellas de plástico, PET como una película de plástico de la ingeniería y de las fibras sintéticas pueden usarse en varias áreas, mientras que su consumo son: Electrónica 26%, 22%, coches maquinaria 19%, 10% electrodomésticos, bienes de consumo 10%, otras 13%. Desde PET es ampliamente utilizado en las industrias de automoción, eléctricas y otras, pero estas industrias tienen requisitos estrictos sobre la combustión de materiales y funcionamiento de la seguridad, y por lo tanto, mejorar la resistencia a la llama de PET uno de los requisitos más básicos de plástico, incluso como un plástico o fibra, el material es los requisitos de rendimiento de combustión lenta son altos, por lo que el desarrollo de ignífugo PET PET se está convirtiendo en un área cada vez más importante de material de investigación. el principal método para la preparación de materiales de PET retardantes de llama son los siguientes Tres tipos:
Un método ignífugo de PET retardante de llama
Se añade un método de adición de un retardante de llama en los tipos y cantidades apropiadas de PET matriz A pequeña retardante compuesto llama molécula, un retardante de llama utilizando una fase de gas y el material de la matriz durante la combustión o (y) la fase condensada para mejorar la llama barrera retardante de PET Tiene las ventajas del método simple, bajo costo, ajuste conveniente y flexible de la retardancia de la llama y el nivel de retardante de llama del PET obtenido para satisfacer las necesidades de diversas aplicaciones prácticas, y por lo tanto es un método ampliamente utilizado. el principal problema es que estas pequeñas molécula de compuestos de bajo eficacia retardante de la llama más, añadir capacidad, a menudo tienen un impacto negativo al mismo tiempo impartir propiedades retardantes de llama de procesamiento de PET y las propiedades mecánicas del material sería. Además, estos retardante de llama PET con diferente composición química es grande, la mala compatibilidad, el retardante de llama pueden migrar durante el procesamiento y durante el uso de la PET y la precipitación, afecta a la calidad y la apariencia de persistente efecto retardante de llama del artículo.
Figura 1 Diafragma ignífugo autoadhesivo de copoliéster de alta temperatura
Hay muchos tipos de compuestos que se pueden agregar como retardantes de llama en PET, como agregar DBDPO a PET puede jugar un buen efecto retardante de llama, porque el retardante de llama contiene un alto contenido de bromo, temperatura de descomposición mayor de 350 °.] C, es decir una pureza alta, excelente estabilidad térmica de los retardantes de llama bromados aromáticos, pero desde los años 1980, se descubrió que los productos de pirólisis DBDPO contiene polibromado dibenzo-dioxano ( PBDD) y dibenzofuranos polibromados (PBDF) dos sustancias tóxicas, el último de los cuales tiene un fuerte efecto cancerígeno en la evaluación del riesgo de este problema todavía se están estudiando, muchos países no toman medidas para limitar la actual resistencia interna La quema de la planta de PET todavía se usa ampliamente como la principal ignífuga DBDPO.
En PET se añadió fosfato de trifenilo, fosfato de tricresilo, fosfato de trietilo, trifosfato (TDBPPE) producir un retardador de llama PET y similares que contiene bromo, también se utiliza un método de adición de retardante de la llama se lleva a cabo, que es particularmente adecuado TDBPPE PET retardante de la llama, porque TDBPPE contenida dentro de la misma bromo molecular y fósforo, que tiene un halógeno - fósforo efecto sinérgico, y alta eficiencia retardante de llama de fósforo en PET en la fabricación de un retardante de la llama PET TDBPPE, puede trióxido y se trató con antimonio, puede ser utilizado solo. cuando la producción de un retardante de la llama reforzada PET TDBPPE con fibra de vidrio 30%, está presente entre el antimoniato de sodio y el antagonismo TDBPPE, puede reducir significativamente el índice de oxígeno y el material de resistencia a la llama. Por ejemplo, con 15% TDBPPE 5% antimoniato de sodio producir una llama cuando la fibra de vidrio de 30% reforzado PET, el índice de oxígeno del material era 29,4%, UL Puntuación llama de V- nivel 2 (1,6 mm), el tiempo de combustión es 5.1s. Sin embargo, si el 5% TDBPPE sustituido cinco antimoniato por ciento de sodio en la fórmula original, el índice de oxígeno del material aumentó a 36,5%, el retardo de la llama de V- tiempo de combustión 0 nivel se reduce a 0,1 s. PET índice de oxígeno de material retardante de la llama, la adición de efecto TDBPPE es bastante bueno. sino como aditivos ésteres de fosfato retardantes de llama también inadecuada, retardante de llama de éster de fosfato principalmente en su mayoría Líquido, resistencia al calor es pobre, una gran volatilidad, la compatibilidad no es lo suficientemente bueno, y la cantidad de retardante de llama es un efecto retardante a la llama de fósforo es generalmente proporcional al desarrollo de la que tiene sólido así excelente resistencia al calor y la compatibilidad, facilidad de uso, etc. de tipo de condensación de fosfato de alto peso molecular es el retardante de llama de fósforo se ha convertido en la tendencia. EE.UU. Monsanto desarrolló Phosgard C 2x-20 es un retardante de llama de éster de fosfato no volátil, un retardante de llama que está hecha preferiblemente de PET El efecto
Figura 2 monómero funcional de copoliéster autorreticulante a alta temperatura
retardante de llama basado en fósforo inorgánico puede ser utilizado materiales de PET, principalmente fósforo rojo, fosfatos, polifosfato de amonio, es un agente retardador de llama no halogenado, en el que el retardante de llama de fósforo rojo es un mejor PET, después de haber añadido Menos cantidad, uso amplio, etc. Dado que el fósforo rojo solo contiene elementos retardantes de llama, es más eficiente que otros retardantes de llama de fósforo, especialmente para materiales poliméricos que contienen oxígeno PET, pero el fósforo rojo común absorbe la humedad fácilmente y emite gas fosfina, y la diferencia en la compatibilidad con PET, por lo general es difícil de usar directamente como un retardante de llama. fósforo rojo y fósforo rojo microencapsulado disminuye la actividad de un retardante de llama para resolver los problemas de compatibilidad, de modo que las fósforo rojo en aplicaciones prácticas juegan un papel importante en la fracción de masa regenerada plástico PET es 5% de fósforo rojo microencapsulado, retardante de la llama inorgánico con sinérgico agregado, el resultado limitar índice de oxígeno (LOI) de 35,5. como fósforo rojo desarrollo de un retardante de llama, el desarrollo blancura de retardante de llama de fósforo rojo es el color microencapsulado supera las limitaciones de la aplicación de retardante de llama de fósforo rojo en el material, ya que tiene buena compatibilidad con la resina, no se drena durante el uso , Alta eficacia retardante de llama, toxicidad y otras ventajas, es más adecuado para los trabajadores naturales PET retardante de llama La producción de plásticos. Además, el fosfato es un poliéster termoplástica retardante de llama eficaz en el que el polifosfato de amonio (APP) en los últimos años desarrolló un retardante de llama inorgánica a base de fósforo, debido a su alto contenido de fósforo, el que contiene nitrógeno cantidad, y que tiene buena estabilidad térmica, baja solubilidad en agua, un gran efecto retardante de la llama, etc., por lo que ha sido ampliamente utilizado en muchos campos, pero la descomposición térmica de moléculas pequeñas APP a altas temperaturas, es difícil cumplir el termoplástico a una temperatura superior Por lo tanto, en los últimos años, la tecnología de microcápsulas se ha utilizado para revestir la aplicación para darle una mayor estabilidad térmica y resistencia al agua como un retardante de llama para plásticos de ingeniería de PET.
retardantes de llama a base de nitrógeno también se pueden usar para el PET, el nitrógeno que contiene retardantes de llama utilizados en la actualidad principalmente tres categorías: de melamina, diciandiamida, sales de guanidina y derivados en los que la melamina, cianurato de melamina y melamina fosfato especies retardantes de llama son el mayor potencial de mercado. mecanismo retardador de llama a base de nitrógeno sobre el retardante de la llama a base de nitrógeno se considera generalmente a la descomposición térmica, fácil de liberar amoníaco, nitrógeno, profundidad óxidos de nitrógeno, vapor de agua, etc. gas no inflamable, gas no inflamable y la generación de descomposición retardante endoterma de llama (retardantes de llama que incluye la sublimación parte endotérmica) eliminar la mayor parte del calor, lo que reduce en gran medida la temperatura de la superficie del polímero. juega un aire de dilución de gas no inflamable efecto PET descomposición térmica de oxígeno y gas combustible producido, y porque la presencia de un retardante de llama que contiene nitrógeno PET, además, los óxidos de dióxido de carbono, agua y nitrógeno en el aire cuando la reacción de combustión con el oxígeno, el consumo de oxígeno del material de la superficie Del mismo tiempo, lograr un buen efecto retardante de la llama del retardante de llama de nitrógeno es la principal ventaja de los efectos retardantes de la llama eficientes, no halógenos y no corrosivos.
En segundo lugar, copolímero de PET ignífugo
Retardante de llama se copolimeriza PET como el tercer monómero reactivos compuestos de participación retardante de llama PET con un proceso de polimerización de PET. retardante reactivo de llama generalmente contienen P, N y otro elemento de aleación, la presencia de estos elementos cambiando la degradación térmica de la matriz de polímero y otras formas de mejorar la resistencia a la llama de los polímeros. la primera reacción en la síntesis de ácido tereftálico con PET de etileno glicol, se añade en el sistema de polimerización puede participar en las propiedades retardantes de reacción y de llama termonómero (tercer monómero utiliza principalmente contienen fósforo dioles o trioles), la reacción se dejó de participar en la síntesis de PET, se une a la columna vertebral de la molécula, que desempeñan un efecto retardante de la llama, pero ha sido industria La aplicación de dicho retardante de llama raras veces, principalmente debido a su bajo contenido de fósforo, poca estabilidad, fácil de agregar cuando se sintetiza.
Figura 3 Diagrama esquemático del proceso de combustión vertical con copoliéster de estructura de difenil acetileno
PET obtenido usando el método de copolimerización de una estructura de propiedades retardantes de llama obtenida, también conocido como retardante de llama método de PET. Los monómeros usados en la copolimerización retardante de llama de PET, hay carboxifenil óxido de difenil fosfina (BCPPO), que es más un monómero copolimerizable retardante de la llama, no sólo tiene excelentes propiedades retardantes de llama, propiedades retardantes de la llama y un número de PET se puede mejorar. BCPPO una óxidos de fosfina orgánicos, alta estabilidad térmica, la temperatura de descomposición térmica típica de 350 ℃ anteriormente, la temperatura correspondiente a la velocidad máxima de descomposición por encima de 450 ℃; a 650 residuos ℃ descomposición ascendió a 40%, por lo tanto tener alta BCPPO carbonización de un monómero retardante de fuego como un comonómero en PET temperatura de polimerización no es. descomponerse. Además, de BCPPO que contiene ácido difuncional, permanentemente tereftálico con etilenglicol y copolimerización de PET. PET elemento fósforo retardante de llama así obtenida retardante de la llama copolimerizable que tiene la orgánica copolimerizado al azar en las cadenas macromoleculares, el retardante de llama. el material retardante de llama obtenido por copolimerización de un material retardante de llama esencialmente llamada, ya que la estructura química especial, incluso sin la adición de un retardante de llama tiene suficiente resistencia a la llama. polímeros retardantes esencia tienen alta estabilidad térmica, baja velocidad de combustión y Buena capacidad de prevenir la propagación del fuego, incluso cuando la cara de un flujo de calor muy alto también.
Algunos científicos sintetizaron '(6-oxo-6-dibenzo- (c, e) (1,2) -oxafosforin-6-ona) PET es el nuevo retardante de monómero copolimerizable tercera llama. estructura molecular DDP del fosfato para formar una estructura de anillo de bifenilo estable, y en la posición de la cadena lateral y que tiene una excelente estabilidad térmica, resistencia a la hidrólisis, y PET después de la copolimerización, el PET se puede mejorar la resistencia a la llama, la llama superar las desventajas de fácilmente hidrolizable PET, PET y el mantenimiento de las propiedades de procesamiento originales, tiene una amplia perspectiva de la aplicación. ácido 2-carboxietil fenilfosfínico (CEPPA) PET se sintetiza cuando la tercera retardante de monómero, derivado de ácido hipofosforoso perteneciente CEPPA, un fuerte grupos ácido, hidroxilo y carboxilo en el compuesto que tiene una alta reactividad. Desde CEPPA que contiene elemento de fósforo, y tiene una mayor estabilidad térmica y la oxidación Estabilidad, es un excelente retardante de llama reactivo PET.Se utilizó CEPPA como el tercer monómero, y el vidrio de fosfato agregado in situ (vidrio P) Synergy, copolimerización in-situ en el contenido de vidrio P Diferentes materiales ignífugos PET / P-vidrio, los resultados experimentales muestran que la adición de vidrio P puede promover el carbón del sistema, al mismo tiempo, con la cantidad de vidrio P agregado Se mejoró la resistencia a la llama y resistencia a las gotas de los materiales compuestos. Cuando el contenido de vidrio P alcanzó más del 1%, la LOI alcanzó más del 30% y el nivel de combustión vertical UL94 alcanzó V0. Además, El estudio del comportamiento de cristalización no isotérmica encontró que el vidrio P tuvo poco efecto sobre la estructura cristalina de la PET, pero disminuyó la velocidad de cristalización de la PET.
Fig. 4 Diagrama esquemático del anti-gota ignífuga de ionómero (a) e ionómero después de la prueba del índice de ión oxígeno (b)
Además, bisfenol A y bisfenol F, 10-hidroxi-10-oxo-10 hidrógeno-fenantreno-2,8-ácido dicarboxílico sal de potasio (DHPPO-K) cuerpo, respectivamente, se bisfenol a y bisfenol F para participar como un tercio de polimerización de monómero PET, para obtener dos tipos de PET. hay un cierto incremento de la estabilidad térmica de PET con respecto a dos tipos de puro PET, pero el retardante de llama mejorar el rendimiento y no mayor bisfenol un aumento de LOI PET de sólo el 22% a 25%, UL-94 V-2 Puntuación preferiblemente hasta el escenario y gota grave; mientras ligeramente mejor tipo bisfenol F PET, de LOI hasta 26%, y puede producir la capa de carbono inestable, hay una cierta supresión de humo. ke investigadores DHPPO-K y ácido tereftálico como el tercer monómero, la copolimerización con etileno para preparar conteniendo iones (PETIs-K) con PET heterocíclico que contiene fósforo similar (PETP) como control. Se encuentra mediante experimentos que PETIs-K tiene mayor estabilidad térmica, DHPPO-K puede promover el sustrato La formación de una capa de carbono estable a altas temperaturas degrada la retardancia de la llama del material. Aunque las PETP y PETIs-K tienen una LOI más alta, PETIs-K también tiene un yo superior. Y las propiedades anti-gotas. PETPs diferente PETIS-K y el material retardante de llama de fósforo en la forma de realización, los PETPs fósforo trabajar al entrar en que se degrada el material de fase gas, PETIS-K y fósforo trabajan principalmente en la fase condensada .
En tercer lugar, PET inteligente método ignífugo
PET científicos inteligentes propuesto recientemente retardante de la llama, retardante de la llama PET no es inteligente en el momento del moldeo y la diferencia de PET ordinario, pero el PET va a cambiar su estructura química cuando se encienden, tales como la aparición de aplicaciones de reticulación rápidos, se derretía viscosidad aumentó bruscamente y acelerar rápidamente cuerpo carbonización retardante de llama que jugar el doble papel de la anti-gota, que se muestra en la Figura 1. un retardante inteligente típica PET policondensación en estado fundido mediante la introducción de un grupo funcional auto-reticulable en el PET cadena molecular (Tal como estilbeno, azobenceno, fenilmaleimida, etc.), como se muestra en la Figura 2, se puede lograr la preparación de copoliésteres autoreticulables obtenidos con copoliéster en las propiedades PET originales de la caja para lograr resistencia. no gotita de combustible, que se muestra en la figura 3. al mismo tiempo, esta no contiene cualquiera de los elemento de aleación copolímero de PET convencional (por ejemplo, Cl, Br, P, etc.), se proporciona un nuevo método para la tecnología verde retardante de llama.
Para retardante inteligente PET, los científicos han propuesto recientemente otros dos tipos de tecnología de retardador de llama inteligente, es decir, 'anti-gota ionómero' y 'de alta temperatura anti-gota de reordenado' de alta temperatura de reticulación química autorreticulante polímero iónico en comparación de una manera reticulación física reversible, la viscosidad de fusión material de mejora para lograr la anti-gota científicos (Fig. 4). han diseñado una serie de retardante de llama que contienen fósforo monómeros iónicos, el poli ionomérico resultante éster exhibió mejor efecto de gotas anti-llama. 'temperatura de reordenado gotita contra' está a una temperatura alta mediante la introducción de una estructura de reordenamiento de la cadena molecular PET, el reordenamiento molecular del polímero a alta temperatura, la promoción de materiales En la carbonización, para lograr gotitas retardantes de llama.
Cuarto, conclusión
En la actualidad, la preparación industrial de materiales ignífugos PET se basa aún en la adición de retardantes de llama, principalmente debido a que el material PET modificado ignífugo no cambia el proceso de polimerización de PET, el método cambia flexible y es fácil de ajustar. La preparación de material retardante de llama PET tiene muchas ventajas, a través del efecto sinérgico de una variedad de retardantes de llama puede mejorar efectivamente la retardancia de llama del material compuesto, pero el retardante de llama añadido generalmente pobre compatibilidad con PET, la cantidad suele ser mayor , Causará la apariencia del producto, las propiedades mecánicas de la disminución. Cómo diseñar formulaciones de compuestos retardantes de llama, así como también superar la compatibilidad y la dispersión causada por la modificación retardante de llama y otros problemas, sin un impacto serio en otras propiedades. Caso, para traer buenas propiedades retardantes de llama para el material es el enfoque de investigación actual, sino también el futuro de la dirección de desarrollo principal de materiales ignífugos PET. Método de modificación retardante de llama de copolimerización es más maduro, pero tiene limitaciones, como el tercer monómero Los materiales de PET ignífugos reactivos necesitan cambiar el proceso de producción de polimerización de PET, la cara de una gran cantidad de productos de PET, este método ignífugo es menos común y costoso. Desarrollo de nueva copolimerización de PET ignífugo, Su alta universalidad, es una dirección de desarrollo importante de copolímero de PET modificado corriente compuesta llama. Estudio PET de retardante de incendios inteligente acaba de salir, pero tiene un potencial ilimitado para el desarrollo.