Полипропилен (ПП), как один из пяти пластиков общего назначения, имеет широкий спектр применения во всех сферах жизни, однако горючие характеристики ПП также ограничивают область его применения, препятствуя дальнейшему развитию. материалов ПП, поэтому огнестойкая модификация ПП была в центре внимания.

Процесс и механизм горения полимерных материалов

Полимерные материалы представляют собой полимерные соединения, содержащие углерод, водород, кислород и другие элементы в молекулярной цепи, причем большинство полимеров являются горючими. Горение полимерных материалов представляет собой синтез ряда физических изменений и химических реакций, поэтому в процессе горения полимерных материалов проявляются особые явления, такие как плавление и размягчение, изменение объема. Процесс горения полимерных материалов, как показано на рисунке, можно условно разделить на следующие три этапа:

(1) При постепенном повышении температуры более слабые связи в молекулярной цепи будут разрываться, и материал начнет подвергаться термическому разложению. Поскольку термическое разложение полимерных материалов продолжается и усиливается, на поверхности материала постепенно образуются небольшие молекулы газа, большинство из этих газов легковоспламеняющиеся, эти небольшие молекулы горючих газов смешиваются с кислородом в воздухе, образуя таким образом легковоспламеняющийся газ. газовая смесь;

(2) При реакции разложения концентрация горючей газовой смеси на поверхности полимерного материала постепенно увеличивается, и когда концентрация горючей газовой смеси и внешняя температура окружающей среды достигают критических условий, необходимых для горения, происходит бурная химическая реакция, и поверхность материала быстро воспламеняется;

(3) Быстрое сгорание горючей газовой смеси выделяет большое количество тепла, и образующееся тепло не только распространяется на нижнюю часть материала, но и еще больше повышает температуру окружающей среды материала, тем самым ускоряя процесс горения. разложение материала, в результате которого выделяется больше горючих газов и в конечном итоге приводит к продолжению реакции горения. Следовательно, горение полимерных материалов можно рассматривать как процесс постепенного продвижения и циклической реакции.

Кислородный индекс ПП как углеводорода составляет всего 17,4, он легко горит, имеет плохую огнестойкость и большую теплоту при горении, что сопровождается капанием, легко вызываемым пожаром, что представляет угрозу для жизни и имущества. В области электронных и электроприборов воспламеняемость полипропилена ограничивает его более широкое применение, поэтому необходимо проводить исследования и разработки огнестойких полипропиленовых материалов.

Механизм огнезащиты можно условно разделить на три категории: механизм прекращения цепной реакции, механизм изоляции поверхности и механизм прерывания теплообмена.

(1) Механизм прекращения цепной реакции Горение ПП, сначала разложение углеводородов, а затем дальнейшее термическое окисление при высоких температурах, расщепляющихся на свободную НО-, НО-цепная реакция является причиной, по которой горение может быть устойчивым, а прекращение цепной реакции заключается в потреблении процесса горения, образующегося в НО-.
(2) механизм изоляции поверхности ПП при горении, огнезащитный состав не только поглощает тепло, но и на поверхности ПП образует твердые соединения, соединения играют роль в блокировании матрицы и контакта с воздухом, тем самым предотвращая горение.
(3) Прерывание механизма теплообмена, механизм относится к антипирену в процессе сгорания, который может поглощать большое количество тепла сгорания, так что реакции горения не хватает тепла, а затем явление самозатухания, чтобы добиться огнезащитного эффекта.

Инвентарь огнестойкого ПП

Антипирены на основе гидроксидов металлов

Борсодержащие антипирены

Силиконовые антипирены

Фосфорные антипирены

Антипирены на основе азота

Вспучивающийся огнезащитный состав

Применение огнестойких материалов ПП

Корпус автомобильного аккумулятора

Аккумулятор является одной из наиболее важных частей транспортных средств с новыми источниками энергии, при этом корпус аккумулятора, отвечающий за защиту безопасности аккумулятора, также особенно важен, требования к упаковке аккумулятора с изоляцией, ударопрочностью, коррозионной стойкостью, хорошими огнезащитными свойствами, и т. д., традиционная упаковка аккумуляторов в основном предназначена для металлических материалов и листового пластика (SMC). Однако некоторые из этих двух материалов имеют сложный процесс формования и высокую плотность, что влияет на вес новых энергетических транспортных средств, поэтому низкая плотность и хорошая ударопрочность полипропиленового материала привлекают внимание людей.

Используя полипропиленовую смолу в качестве матрицы, добавляя длинные волокна и огнезащитные составы, методом смешивания в расплаве получают полипропиленовый композиционный материал с огнезащитными свойствами, который используется в качестве корпуса аккумуляторной батареи транспортных средств на новых источниках энергии. Этот полипропиленовый материал обладает хорошими огнезащитными свойствами и ударной вязкостью, сохраняя при этом низкую плотность, а также обладает хорошими герметизирующими и водонепроницаемыми характеристиками.