Effet de l'ADP modifié par le silane sur les propriétés mécaniques et les propriétés issues de la flamme de PP

Effet de l'ADP modifié par le silane sur les propriétés mécaniques et les propriétés issues de la flamme de PP

Dans l'industrie moderne, le polypropylène (PP) est largement utilisé grâce à ses propriétés légères, à faible coût et de bonnes propriétés mécaniques. Cependant, son inflammabilité entrave son application dans des champs de sécurité élevés. Les courts-circuits dans des dispositifs électroniques, par exemple, peuvent présenter des risques d'incendie, ce qui a incité les scientifiques à explorer des modifications composites des matériaux.

Le diéthylphosphinal en aluminium (ADP), un ignifuge de flamme sans halogène, est efficace mais a une mauvaise compatibilité avec PP, ce qui limite ses performances. C'est là que les agents de couplage Silane entrent en jeu en tant que solution clé de ce goulot d'étranglement technique.

En modifiant l'ADP avec le silane, la compatibilité entre l'ADP et le PP peut être considérablement améliorée. Cela conduit à une meilleure dispersion de l'ADP dans la matrice PP, améliorant le retard des flammes et éventuellement d'autres propriétés telles que la résistance mécanique et la stabilité thermique. L'ADP modifié par Silane peut former des liaisons interfaciales plus fortes avec PP, créant un matériau composite plus robuste. Cette modification peut également améliorer la stabilité de la dégradation thermique du PP, ce qui lui permet de maintenir ses propriétés à des températures plus élevées. Dans l'ensemble, l'ADP modifié peut rendre le PP plus adapté aux applications où le retard de flamme et les performances des matériaux sont cruciaux.

I. Méthode de sélection et de modification des agents de couplage de silane

Dans la recherche de matériaux composites, la sélection d'un modificateur approprié, c'est comme choisir un instrument pour une pièce musicale. Dans cette étude, les scientifiques ont sélectionné trois agents de couplage de silane avec différentes structures chimiques et groupes fonctionnels: A-151, KH-550 et KH-560, visant tous à améliorer la compatibilité entre l'ADP et le PP.

1. Base théorique de la conception expérimentale

Les agents de couplage de silane ont une caractéristique à double fonction. Une extrémité a des groupes chimiques qui peuvent réagir avec la surface de l'ADP, tels que les groupes vinyle (A-151), amino (KH-550) ou époxy (KH-560). L'autre extrémité peut former une réticulation physique avec PP. Cette double action permet à l'ADP modifié de se disperser plus uniformément dans la matrice PP et améliore les propriétés globales du matériau composite par interactions interfaciales.

2. Implémentation de la méthode de modification

L'expérience a utilisé une technique de modification à sec. Plus précisément, l'agent de couplage ADP et Silane a été mélangé dans une certaine proportion et réagi dans des conditions de température et d'humidité appropriées. Pendant la réaction, les groupes fonctionnels de l'agent de couplage se sont liés chimiquement à la surface de l'ADP, tandis que les groupes fonctionnels de l'autre extrémité ont fourni la base d'une liaison ultérieure avec PP.

3. Observations initiales de différents agents de couplage

A-151 a livré une stabilité chimique remarquable à travers son groupe de vinyle. Le groupe amino du KH-550 était plus adapté pour améliorer les propriétés mécaniques. Le groupe Epoxy de KH-560 a présenté un avantage significatif dans la dispersion et le retard de flamme. Le choix de différents agents de couplage a directement déterminé les différences de performance de l'ADP modifié.

Ii L'impact de l'ADP modifié sur les propriétés mécaniques de PP

L'introduction de l'ADP modifiée a considérablement amélioré les propriétés mécaniques de PP. L'ADP non modifié traditionnel a tendance à former des agglomérats de particules dans PP, réduisant l'uniformité des matériaux et les performances mécaniques. Cependant, l'ADP modifié aborde efficacement ce problème.

1. Amélioration de la résistance à la traction

L'ajout de l'ADP modifié par le silane augmente notamment la résistance à la traction de PP. Les données expérimentales montrent que les échantillons avec l'ADP modifié par A-151 présentent une augmentation la plus importante de 25%. Cela est dû à la forte capacité de liaison chimique du vinyle Silane, ce qui améliore l'adhésion interfaciale. En revanche, la modification des aminés du KH-550 améliore la ductilité et le groupe époxy de KH-560 équilibre la force et la ténacité de traction.

2. Amélioration de l'allongement de la rupture

L'ADP modifié améliore également considérablement l'allongement de rupture du matériau composite. Les échantillons modifiés par le KH-550 montrent une augmentation d'environ 18%, ce qui indique que le choix du modificateur affecte également de manière cruciale la flexibilité du matériau.

3. Analyse des mécanismes microscopiques

Les observations de microscope électronique à balayage (SEM) révèlent que l'ADP non modifié crée des fissures sur des surfaces de fracture, tandis que l'ADP modifié forme une surface de fracture fibreuse avec une adhésion matricielle serrée. Ce changement microscopique est la cause profonde des propriétés mécaniques améliorées.

Iii. Amélioration du retard de flamme de PP par ADP modifié

En termes de retard de flamme, ADP modifié fournit des résultats 'impressionnants '. Les expériences ont évalué les effets de différents modificateurs en mesurant l'indice d'oxygène limitant (LOI) et le taux de libération de chaleur (HRR).

1. Augmentation de l'indice d'oxygène limitant

LOI est la clé de l'évaluation du retard de flamme. Après modification, la LOI des échantillons A-151 est passée à 36,5%, beaucoup plus élevée que celles non modifiées. Cela montre que le vinyle silane améliore la dispersion de l'ADP et améliore le retard des flammes par la stabilité chimique.

2. Réduction du taux de calcul de la chaleur

Le KH-560 se démarque dans les mécanismes du retard de flamme. Ses échantillons d'ADP modifiés ont un HRR pic significativement plus faible et la libération de chaleur totale la plus faible (THR). Cela est dû à la couche de charbon protectrice formée par des groupes époxy à des températures élevées, ce qui ralentit la décomposition des matériaux.

3. Discussion des mécanismes de l'attraction de la flamme

L'ADP modifié présente des effets synergiques pendant la combustion. Par exemple, A-151 favorise la formation de couche de char, tandis que le KH-550 libère de l'azote gazeux à des températures élevées, créant une barrière de gaz inerte. Les groupes époxy du KH-560 contribuent à la fois à la formation de la couche de char et à une stabilité des matériaux améliorée par réticulation.

Conclusion

Dans la science matérielle d'aujourd'hui, les retardateurs de flamme libres halogènes attirent l'attention pour leur convivialité et leur sécurité environnementales. Guangzhou Yinsu Flame ignifuge New Materials Co., Ltd. a développé des retardateurs de flamme ADP à haute performance. Ces retardateurs, avec leurs excellentes propriétés de flamme et leur large gamme d'applications, sont idéales pour les matériaux à haute température, PBT, TPE, TPU et autres matériaux. Ils conviennent également aux revêtements et au caoutchouc, améliorant efficacement la cote de flamme des matériaux pour répondre aux besoins divers de l'industrie.

Par rapport aux retardateurs traditionnels de la flamme de la série OP, les retardateurs de flamme ADP de Yinsu offrent une stabilité thermique plus élevée et de meilleures propriétés mécaniques tout en maintenant une éco-convivialité. Leur large gamme d'applications et leurs performances supérieures en font un choix fiable dans l'industrie des matériaux. Guangzhou Yinsu Flame ignifuge New Materials Co., Ltd. se consacre à fournir des solutions efficaces et écologiques de flamme, promouvant un développement de l'industrie plus sûr et plus durable.