1Механизм сдерживания пламени (внутреннее действие)
APP в основном функционирует какВспыльчивый огнестойкийЭто означает, что при воздействии тепла он заставляет материал опухнуть и образовывать на его поверхности толстый, пористый углеродный слой.Этот защитный слой угля является ключевым для его огнеупорного действия, которое происходит в три основных этапа:
Стадия 1: Источник кислоты (распад)
При нагревании (обычно выше 250°C) APP разлагается и высвобождаетсяполифосфорная кислотаиаммиачный газ.
(NH4PO3) n → полифосфорные кислоты типа H4P4O12 + NH3
- 2-й этап: карбонизация (образование угля)
Сильная, обезвоживающая полифосфорная кислота реагирует систочник углерода(часто поливодное соединение, такое как пентаэритритол, который является частью внутрисосудистой системы, или сама полимерная матрица).Эта реакция катализирует обезвоживание и карбонизацию источника углерода., образуя богатый углеродом уголь. - Третий этап: дуновение (расширение)
Выделяемый аммиачный газ оказывается в ловушке в вязкой, расплавленной карбонизирующейся массе, что заставляет углерод пениться и резко расширяться, образуя толстую, многоклеточную, легкуюслой из углеродистой пены.
Как работает этот угольный слой:
- Барьерный эффект:Угли действуют как физический барьер, изолируя материал от тепла пламени и предотвращая выпуск горючих летучих газов.
- Нагреватель:Процессы разложения и расширения являются эндотермическими, что означает, что они поглощают тепло, которое охлаждает субстрат.
- Разведение:Выделяемый невоспламеняющийся аммиачный газ разбавляет кислород и легковоспламеняющиеся газы вблизи зоны сгорания.
2Основные характеристики
- Без галогена:APP не содержит хлора или брома, что делает его предпочтительным для окружающей среды, поскольку он не производит коррозионных или токсичных диоксинов и фуран во время сгорания.
- Внутриволосая:Его главное действие заключается в формировании защитного, расширяющегося слоя угля.
- Высокая эффективность:Он очень эффективен при относительно низких нагрузках по сравнению с некоторыми другими минеральными огнезащитными средствами.
- Хорошая тепловая устойчивость:APP имеет высокую температуру разложения, что делает его подходящим для полимеров, которые обрабатываются при высоких температурах.
- Низкая растворимость в воде:Высокие молекулярные массы (длинные цепи) APP имеют очень низкую растворимость в воде, что имеет решающее значение для применений, требующих долгосрочной долговечности и устойчивости к выщелачиванию.
- Химически инертный:Он обычно не реагирует в полимерной матрице, минимизируя влияние на присущие свойства полимера.
3Преимущества и недостатки
Преимущества:
- Отличная противопожарная защита:Внутриводящий уголь обеспечивает превосходную защиту, создавая стабильный изоляционный барьер.
- Низкое содержание дыма и низкая токсичность:В качестве безгалогенового тормозного средства APP производит значительно меньше дыма и токсичных газов, чем альтернативы на основе галогена, что имеет решающее значение для безопасности жизни.
- Совместимость с окружающей средойЕго безгалогенный характер соответствует мировым экологическим нормам (например, RoHS, REACH).
- Многогранность:Он эффективен в широком диапазоне полимеров, включая полиолефины (полипропилен, полиэтилен), покрытия, краски, текстиль и резина.
- Синергия с другими добавками:APP работает в синергетическом взаимодействии с другими соединениями (например, меламином в качестве вещества для дуновения и пентаэритритолом в качестве источника углерода), чтобы повысить устойчивость к пламени.
Недостатки:
- Гидролитическая чувствительность:АПП может быть чувствителен к влаге, особенно к более низким молекулярным массам.что снижает его эффективность.Это требует использования стабильных, высокомолекулярных материалов или защитных покрытий для наружного применения.
- Вопросы совместимости и обработки:Высокие нагрузки APP иногда могут повлиять на механические свойства (например, устойчивость к ударам) и реологию обработки полимера.
- Миграция/цветение:В некоторых полимерных системах частицы APP могут мигрировать на поверхность с течением времени, вызывая явление, называемое "цветением", которое может повлиять на внешний вид поверхности и красоту.
- Стоимость внутривенных систем:В то время как APP сама по себе является экономически эффективной, полная система всасывания (APP + углеродный источник + вещество дуновения) может быть более дорогой, чем простые наполнители, такие как тригидроксид алюминия (ATH).
- Кислотность:Выработанная полифосфорная кислота может быть коррозионной для оборудования обработки, если не управлять ею должным образом.