Application et progrès de la recherche sur l’ignifuge hydroxyde dans le polyéthylène
Le polyéthylène (PE) est une résine thermoplastique obtenue par la polymérisation d’éthylène monomère. Il présente une bonne résistance au froid, une bonne résistance mécanique et des propriétés diélectriques. Il est largement utilisé dans les câbles, films, tuyaux, emballages, conteneurs, appareils médicaux et autres produits. Mais l’indice d’oxygène PE est de 17,4%, ce qui est un matériau inflammable. Le matériau PE a une vitesse de combustion rapide, une grande quantité de chaleur/fumée, et il est facile de fondre et de tomber lors de la combustion, ce qui constitue une grande menace pour la sécurité des personnes et des biens, et limite l’utilisation et le développement du polyéthylène. Par conséquent, il est impératif d’effectuer une modification ignifuge.
Les retardateurs de flamme à base d’hydroxyde métallique sont principalement l’hydroxyde d’aluminium et l’hydroxyde de magnésium. Les retardateurs de flamme magnésium-aluminium ont une bonne stabilité, une non-toxicité et une faible génération de fumée. Pendant le processus de combustion, de la vapeur d’eau sera libérée pour diluer le gaz combustible, enlever une partie de la chaleur, inhiber la combustion et produire un effet ignifuge. Le retardateur de flamme aluminium-magnésium peut prolonger le temps d’allumage et réduire le taux de dégagement de chaleur. La compatibilité de l’hydroxyde de magnésium avec le PE est médiocre et l’efficacité ignifuge est faible. Il a besoin d’une grande quantité d’addition pour améliorer les performances ignifuges, et une grande quantité d’addition réduira le traitement des matériaux composites. sexe et propriétés mécaniques.
L’hydroxyde de magnésium a été modifié en surface avec du stéarate de sodium et du polyéthylène glycol comme modificateurs, et des composites ignifuges en polyéthylène haute densité ont été préparés. La recherche montre que lorsque la quantité d’ajout d’hydroxyde de magnésium modifié est de 30 %, la résistance à la traction du matériau composite HDPE/hydroxyde de magnésium est de 12,3 MPa, l’hydroxyde de magnésium a une bonne compatibilité avec le HDPE et l’indice d’oxygène limite est augmenté à 24,6 %, le la performance ignifuge s’est moins améliorée.
L’hydroxyde double en couches libère du CO2 et du H2O lorsqu’il se décompose, dilue et bloque l’oxygène, ce qui lui confère un bon effet ignifuge et peut remplacer les retardateurs de flamme contenant des halogènes et du phosphore.
Des composites ignifuges hydroxyde d’aluminium/Mg-Fe-LDH/HDPE ont été préparés avec de l’hydroxyde d’aluminium et du double hydroxyde de fer et de magnésium (Mg-FeLDH) comme retardateurs de flamme. L’étude a révélé que l’hydroxyde d’aluminium et le Mg-Fe-LDH peuvent inhiber efficacement la libération de CO et la libération de chaleur lors de la combustion de matériaux composites (HDPE1, HDPE2, HDPE3), rendant le HDPE difficile à enflammer. Lorsque la quantité totale de retardateurs de flamme est de 40% (2% de Mg-Fe-LDH, HDPE2), les composites HDPE ont de bonnes propriétés ignifuges.
Des composites HDPE ont été préparés avec de l’hydroxyde d’aluminium, de la vermiculite expansée et du trioxyde d’antimoine comme retardateurs de flamme. L’étude a révélé que lorsque le rapport hydroxyde d’aluminium/vermiculite expansée était de 3:2, les propriétés mécaniques du matériau composite étaient meilleures et les performances de suppression de fumée et d’ignifugation atteignaient le niveau FV-0. Lorsque la quantité totale d’hydroxyde d’aluminium et de vermiculite expansée est de 50 %, l’indice limite d’oxygène augmente d’abord puis diminue avec l’augmentation de l’hydroxyde d’aluminium, et le rapport optimal est de 3∶2.
Les effets de l’hydroxyde de magnésium et du borate de zinc sur les propriétés ignifuges du polyéthylène linéaire basse densité et du copolymère éthylène acrylate d’éthyle ont été étudiés. Il a été constaté qu’avec l’augmentation du rapport d’hydroxyde de magnésium et de borate de zinc, les performances ignifuges du matériau composite s’amélioraient. Lorsque la quantité ajoutée d’hydroxyde de magnésium était de 65 %, la performance ignifuge était la meilleure, atteignant le niveau UL94V-0.
L’effet de l’hydroxyde de magnésium sur les propriétés ignifuges du polyéthylène linéaire basse densité a été étudié. Lorsque le dosage d’hydroxyde de magnésium atteint 70 %, l’indice limite d’oxygène atteint 31,4 %, soit environ 71 % de plus que celui du matériau pur, et le test de combustion verticale atteint le niveau V-0.
Les retardateurs de flamme à base d’hydroxyde métallique sont sûrs, écologiques et peu coûteux. Lorsqu’il est utilisé seul, l’effet ignifuge n’est pas bon et une grande quantité d’ajout est nécessaire pour améliorer les performances ignifuges du matériau, mais lorsqu’une grande quantité est ajoutée, les propriétés mécaniques seront réduites. Par conséquent, la direction de la recherche sur les retardateurs de flamme à base d’hydroxyde consiste à étudier la modification de surface et à l’utiliser en combinaison avec des retardateurs de flamme à l’azote et au phosphore pour améliorer les performances du retardateur de flamme et réduire la quantité d’ajout.