Explorando el rendimiento excepcional y las ventajas medioambientales del PPO retardante de llama sin halógenos

Explorando el rendimiento excepcional y las ventajas medioambientales del PPO retardante de llama sin halógenos

El éter de polifenileno (PPO) es un material altamente polimérico conocido por su difícil inflamabilidad, fácil formación de carbón, alta resistencia mecánica, excelente resistencia al calor y resistencia a la corrosión química, con un índice de oxígeno del 29%. En los últimos años, con la creciente demanda de protección ambiental, la demanda de productos retardantes de llama sin halógenos también ha estimulado la aplicación generalizada de PPO en el campo de los retardantes de llama sin halógenos. Al modificar el PPO, se puede lograr un alto nivel de retardo de llama y, dado que el retardante de llama no contiene halógenos, se está valorando gradualmente para reemplazar los productos retardantes de llama tradicionales que contienen halógenos, como en el campo de alambres y cables.

Al incorporar PPO en materiales de cables y alambres TPE, el PPO es altamente compatible con el poliestireno (PS), lo que permite mezclarlo en cualquier proporción con un impacto mínimo en las propiedades mecánicas. Su característica de formación de carbón desempeña un papel retardante de llama durante la combustión. Cuando el PPO se descompone al calentarse, forma carbón que cubre la superficie del material mezclado, actuando como una barrera para el oxígeno y evitando así la propagación de las llamas. Debido al alto peso molecular del PPO, su buena estabilidad térmica, su buena compatibilidad con la matriz polimérica y su baja tendencia a migrar o lixiviarse de la matriz polimérica, tiene perspectivas prometedoras para su aplicación.

El éter de polifenileno (PPO) es conocido por su alta viscosidad en estado fundido y se puede mezclar con poliestireno (PS) en cualquier proporción, mejorando así la retardación de llama de los materiales compuestos cuando se agrega PPO. Actualmente, en materiales de alambres y cables TPE, se utilizan ampliamente retardantes de llama libres de halógenos que contienen fósforo. El fósforo del retardante de llama promueve la formación de carbón de PPO, creando una densa capa de carbón que aísla el calor y el oxígeno, evitando así la propagación de las llamas. Además, esto también limita la volatilización de cadenas cortas y monómeros producidos por la descomposición térmica del PS, reduciendo significativamente la liberación de humo. Por tanto, el retardante de llama y el PPO pueden producir un efecto sinérgico.

Los investigadores han introducido el retardante de llama MRP (fósforo rojo microencapsulado) sin halógenos y el polímero formador de carbón PPO en la matriz de resina HIPS para estudiar en detalle sus efectos retardantes de llama sinérgicos en HIPS. Analizaron el mecanismo retardante de llama y obtuvieron un sistema compuesto con la menor cantidad de retardante de llama y el mejor rendimiento retardante de llama integral.

La Figura 1 ilustra la curva de variación del índice de oxígeno para materiales compuestos MRP-PPO/HIPS cuando la fracción de masa total de MRP y PPO se fija en 30%. Se puede observar que cuando la cantidad total de retardante de llama es la misma, las proporciones relativas de MRP y PPO tienen un impacto significativo en el índice de oxígeno del material compuesto. A medida que aumenta la cantidad de MRP, el índice de oxígeno del material compuesto primero aumenta, alcanza un pico y luego disminuye gradualmente. El índice de oxígeno de los materiales compuestos obtenidos usando MRP y PPO en combinación es mayor que el obtenido usando cualquiera de ellos solo. En este experimento, cuando se añadió MRP o PPO individualmente a la matriz HIPS, los materiales compuestos resultantes tuvieron índices de oxígeno del 22,4% y 19,4%, respectivamente. Cuando la relación de masa de MRP-PPO/HIPS fue 10:20:70, el índice de oxígeno del material compuesto alcanzó su valor máximo del 23,9%. Es evidente que MRP y PPO efectivamente tienen un cierto efecto retardante de llama sinérgico en HIPS, siendo la cantidad óptima de MRP alrededor del 10%; una cantidad excesiva puede en realidad reducir el rendimiento ignífugo del material compuesto.

La Figura 2 presenta fotografías digitales de los residuos de quemaduras horizontales y verticales de varios materiales diferentes. Los resultados de los experimentos de rendimiento de combustión horizontal y vertical indican que la combinación apropiada de MRP y PPO tiene un efecto retardante de llama sinérgico muy significativo en HIPS, capaz de producir materiales compuestos con excelentes propiedades retardantes de llama, lo cual es consistente con los resultados experimentales. del índice de oxígeno.

De la investigación anterior, es evidente que el efecto sinérgico del PPO con retardantes de llama puede mejorar significativamente el rendimiento retardante de llama de los polímeros, lo cual es de gran importancia en la retardación de llama a alta temperatura de los materiales de cables y alambres TPE.

Características de la PPO

De hecho, el PPO no sólo es resistente a altas temperaturas y retardante de llama, sino que también posee muchas otras propiedades. El desempeño de PPO determina su amplia gama de campos de aplicación y uso, tales como:

1. El PPO tiene baja densidad, alta temperatura de deflexión del calor, buena estabilidad dimensional y es fácil de procesar, lo que lo hace adecuado para fabricar carcasas, chasis y piezas de precisión para equipos de oficina, electrodomésticos y computadoras.

2. La constante dieléctrica y la tangente del ángulo de pérdida dieléctrica del PPO son las más bajas entre los cinco principales plásticos de ingeniería de uso general, lo que significa que tiene las mejores propiedades aislantes y no se ve afectado por la temperatura o la frecuencia. Es adecuado para la industria electrónica y eléctrica, particularmente para fabricar componentes aislantes eléctricos en condiciones húmedas y cargadas, como bandejas de circuitos integrados, núcleos de bobinas, asientos de tubos, ejes de control, fundas protectoras de transformadores, cajas de relés y pilares aislantes.

3. El PPO tiene buena resistencia al agua y al agua caliente, lo que lo hace adecuado para la fabricación de medidores de agua, bombas de agua, válvulas de agua e impulsores. Las bobinas utilizadas en las fábricas textiles deben resistir el vapor y las fabricadas con PPO prolongan significativamente su vida útil.

4. Debido al desarrollo de las industrias de la electrónica y las telecomunicaciones, los teléfonos móviles, las computadoras portátiles, las cámaras de alto rendimiento y las videocámaras requieren baterías de iones de litio, por lo que el mercado de baterías de iones de litio tiene grandes perspectivas de desarrollo. Los materiales de embalaje y los materiales de la rejilla para electrolitos orgánicos en baterías de iones de litio solían estar hechos de copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS) o policarbonato (PC). Recientemente, países extranjeros han desarrollado materiales PPO para uso en baterías, que funcionan mejor que el ABS y la PC.

5. PPO tiene una amplia gama de aplicaciones en la industria automotriz, como tableros y parachoques. Las aleaciones de PPO con poliamida (PA), especialmente aquellas con alta resistencia al impacto, se utilizan en el desarrollo de componentes exteriores y están creciendo rápidamente.

6. En la industria química, el éter de polifenileno modificado se puede utilizar para fabricar equipos resistentes a la corrosión. Es particularmente resistente a la hidrólisis y también a ácidos, álcalis y no se disuelve en hidrocarburos aromáticos y clorados.

7. Se utiliza en dispositivos médicos, donde puede reemplazar el acero inoxidable y otros metales en tanques de almacenamiento de agua caliente y válvulas mezcladoras de extractores, como instrumentos quirúrgicos, vajillas y equipos que requieren esterilización repetida mediante vapor.

En conclusión, Yinsu Flame Retardant Company ha desarrollado especialmente un retardante de llama de fósforo rojo que, cuando se combina con PPO para HIPS, también logra propiedades retardantes de llama sin halógenos altamente efectivas. Este retardante de llama de fósforo rojo, conocido como serie FRP-950, es un retardante de llama de gránulos madre de fósforo rojo elaborado a partir de fósforo rojo microencapsulado como ingrediente principal. Se presenta en forma granular sin polvo, lo que supera los peligros asociados con el polvo de fósforo rojo y hace que el almacenamiento, el transporte y el uso sean más seguros. El uso de este retardante de llama junto con PPO para HIPS no solo mejora el retardo de llama de los materiales compuestos sino que también se alinea con la creciente demanda de soluciones respetuosas con el medio ambiente y libres de halógenos en la industria del plástico.