Novice

Uvod: Reševanje izzivov predelave visoko obremenjenih ATH/MDH negorljivih poliolefinskih spojin

V kabelski industriji so stroge zahteve glede zaviranja gorenja bistvene za zagotovitev varnosti osebja in opreme v primeru požara. Aluminijev hidroksid (ATH) in magnezijev hidroksid (MDH) kot zaviralca gorenja brez halogenov se pogosto uporabljata v poliolefinskih kabelskih spojinah zaradi svoje okolju prijaznosti, nizkih emisij dima in sproščanja nekorozivnih plinov. Vendar pa je za doseganje zahtevane učinkovitosti zaviranja gorenja pogosto treba vključiti visoke količine ATH in MDH – običajno 50–70 mas. % ali več – v poliolefinsko matrico.

Čeprav tako visoka vsebnost polnila znatno izboljša zaviranje gorenja, pa povzroča tudi resne težave pri obdelavi, vključno s povečano viskoznostjo taline, zmanjšano pretočnostjo, oslabljenimi mehanskimi lastnostmi in slabo kakovostjo površine. Te težave lahko močno omejijo učinkovitost proizvodnje in kakovost izdelkov.

Namen tega članka je sistematično preučiti izzive pri predelavi, povezane z visoko obremenjenimi ATH/MDH negorljivimi poliolefinskimi spojinami v kabelskih aplikacijah. Na podlagi povratnih informacij s trga in praktičnih izkušenj ...identificira učinkovitoobdelavadodatkizareševanje teh izzivov. Namen predstavljenih vpogledov je pomagati proizvajalcem žic in kablov pri optimizaciji formulacij in izboljšanju proizvodnih procesov pri delu z visoko obremenjenimi ATH/MDH poliolefinskimi spojinami, ki zavirajo gorenje.

Razumevanje zaviralcev gorenja ATH in MDH

ATH in MDH sta dva glavna anorganska zaviralca gorenja brez halogenov, ki se pogosto uporabljata v polimernih materialih, zlasti v kabelskih aplikacijah, kjer so varnostni in okoljski standardi visoki. Delujeta z endotermno razgradnjo in sproščanjem vode, redčitva gorljive pline in tvorita zaščitno oksidno plast na površini materiala, ki zavira gorenje in zmanjšuje dim. ATH se razgradi pri približno 200–220 °C, medtem ko ima MDH višjo temperaturo razgradnje 330–340 °C, zaradi česar je MDH bolj primeren za polimere, ki se obdelujejo pri višjih temperaturah.

1. Mehanizmi zaviranja gorenja ATH in MDH vključujejo:

1.1 Endotermna razgradnja:

Pri segrevanju se ATH (Al(OH)₃) in MDH (Mg(OH)₂) endotermno razgradita, pri čemer absorbirata znatno količino toplote in znižata temperaturo polimera, kar upočasni termično razgradnjo.

ATH: 2Al(OH)₃ → Al₂O3 + 3H₂O, ΔH ≈ 1051 J/g

MDH: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, ΔH ≈ 1316 J/g

1.2 Sproščanje vodne pare:

Sproščena vodna para razredči vnetljive pline okoli polimera in omejuje dostop kisika, kar zavira gorenje.

1.3. Nastanek zaščitnih plasti:

Nastali kovinski oksidi (Al₂O₃ in MgO) se združijo s plastjo polimernega oglja in tvorijo gosto zaščitno plast, ki blokira prodiranje toplote in kisika ter preprečuje sproščanje vnetljivih plinov.

1.4. Zatiranje dima:

Zaščitna plast tudi adsorbira delce dima, kar zmanjša skupno gostoto dima.

Kljub odlični učinkovitosti pri zaviranju gorenja in okoljski koristi je za doseganje visokih stopenj zaviranja gorenja običajno potrebno 50–70 mas. % ali več ATH/MDH, kar je glavni vzrok za nadaljnje težave pri obdelavi.
2. Ključni izzivi predelave visoko obremenjenih ATH/MDH poliolefinov v kabelskih aplikacijah

2.1. Poslabšane reološke lastnosti:

Visoke količine polnila močno povečajo viskoznost taline in zmanjšajo pretočnost. Zaradi tega je plastifikacija in pretok med ekstruzijo težji, kar zahteva višje temperature obdelave in strižne sile, kar poveča porabo energije in pospeši obrabo opreme. Zmanjšan pretok taline omejuje tudi hitrost ekstrudiranja in učinkovitost proizvodnje.

2.2 Zmanjšane mehanske lastnosti:

Velike količine anorganskih polnil razredčijo polimerno matrico, kar znatno zmanjša natezno trdnost, raztezek pri pretrgu in udarno trdnost. Na primer, vključitev 50 % ali več ATH/MDH lahko zmanjša natezno trdnost za približno 40 % ali več, kar predstavlja izziv za fleksibilne in trpežne kabelske materiale.

2.3. Težave z razpršitvijo:

Delci ATH in MDH se pogosto agregirajo v polimerni matrici, kar vodi do točk koncentracije napetosti, zmanjšane mehanske učinkovitosti in napak pri ekstruziji, kot so hrapavost površine ali mehurčki.

2.4. Slaba kakovost površine:

Visoka viskoznost taline, slaba disperzija in omejena združljivost polnila in polimera lahko povzročijo hrapave ali neenakomerne površine ekstrudata, kar vodi do "morske kože" ali nabiranja usedlin na orodju. Kopičenje na orodju (slinjenje) vpliva tako na videz kot na neprekinjeno proizvodnjo.

2.5 Vplivi na električne lastnosti:

Visoka vsebnost polnila in neenakomerna disperzija lahko vplivata na dielektrične lastnosti, kot je volumska upornost. Poleg tega ima ATH/MDH relativno visoko absorpcijo vlage, kar lahko vpliva na električne lastnosti in dolgoročno stabilnost v vlažnih okoljih.

2.6. Ozko obdobje obdelave:

Temperaturno območje obdelave visoko obremenjenih negorljivih poliolefinov je ozko. ATH se začne razgrajevati pri približno 200 °C, medtem ko se MDH razgrajuje pri približno 330 °C. Za preprečevanje prezgodnje razgradnje in zagotavljanje negorljivosti ter celovitosti materiala je potreben natančen nadzor temperature.

Zaradi teh izzivov je predelava visoko obremenjenih ATH/MDH poliolefinov zapletena in poudarja potrebo po učinkovitih procesnih pripomočkih.

Za reševanje teh izzivov so bili v kabelski industriji razviti in uporabljeni različni pripomočki za obdelavo. Ti pripomočki izboljšajo združljivost na površini polimera in polnila, zmanjšajo viskoznost taline in izboljšajo disperzijo polnila, s čimer optimizirajo tako zmogljivost obdelave kot končne mehanske lastnosti.

Katera procesna sredstva so najučinkovitejša za reševanje težav s predelavo in kakovostjo površine visoko obremenjenih ATH/MDH negorljivih poliolefinskih spojin v kabelski industriji?

Dodatki in proizvodna sredstva na osnovi silikona:

SILIKE ponuja vsestranskopomožna sredstva za predelavo na osnovi polisiloksanatako za standardne termoplastike kot za inženirske plastike, kar pomaga optimizirati obdelavo in izboljšati učinkovitost končnih izdelkov. Naše rešitve segajo od zaupanja vrednega silikonskega masterbatcha LYSI-401 do inovativnega dodatka SC920 – zasnovanega za večjo učinkovitost in zanesljivost pri ekstruziji kablov LSZH in HFFR LSZH z visokimi obremenitvami in brez halogenov.

Natančneje,Dodatki za predelavo maziv SILIKE UHMW na osnovi silikonaso se izkazali za koristne za negorljive poliolefinske spojine ATH/MDH v kablih. Ključni učinki vključujejo:

1. Zmanjšana viskoznost taline: Polisiloksani med obdelavo migrirajo na površino taline in tvorijo mazalni film, ki zmanjšuje trenje z opremo in izboljšuje pretočnost.

2. Izboljšana disperzija: Dodatki na osnovi silicija spodbujajo enakomerno porazdelitev ATH/MDH v polimerni matrici in s tem zmanjšujejo agregacijo delcev.

3. Izboljšana kakovost površine:Silikonska masterbatch LYSI-401Zmanjšuje nabiranje oblog na matricni obdelavi in ​​lom taline, kar ustvarja bolj gladke površine ekstrudata z manj napakami.

4. Hitrejša hitrost linije:Silikonski posrednik za predelavo SC920Primeren je za visokohitrostno ekstrudiranje kablov. Preprečuje nestabilnost premera žice in zdrs vijaka ter izboljša učinkovitost proizvodnje. Ob enaki porabi energije se volumen ekstrudiranja poveča za 10 %.

5. Izboljšane mehanske lastnosti: Z izboljšanjem disperzije polnila in medfazne adhezije silikonska masterbatch izboljša odpornost kompozita proti obrabi in mehanske lastnosti, kot sta udarna trdnost in raztezek pri pretrgu.

6. Sinergizem zaviranja gorenja in zatiranje dima: siloksanski dodatki lahko nekoliko izboljšajo delovanje zaviranja gorenja (npr. povečajo LOI) in zmanjšajo emisije dima.

SILIKE je vodilni proizvajalec dodatkov na osnovi silikona, pomožnih sredstev za obdelavo in termoplastičnih silikonskih elastomerov v azijsko-pacifiški regiji.

Našesilikonski pripomočki za predelavoSe pogosto uporabljajo v industriji termoplastov in kablov za optimizacijo obdelave, izboljšanje disperzije polnila, zmanjšanje viskoznosti taline in zagotavljanje bolj gladkih površin z večjo učinkovitostjo.

Med njimi sta silikonska masterbatch LYSI-401 in inovativno silikonsko procesno pomožno sredstvo SC920 preizkušeni rešitvi za formulacije poliolefinov, ki zavirajo gorenje ATH/MDH, zlasti pri ekstruziji kablov LSZH in HFFR. Z integracijo dodatkov in proizvodnih pomožnih snovi na osnovi silikona SILIKE lahko proizvajalci dosežejo stabilno proizvodnjo in dosledno kakovost.

If you are looking for silicone processing aids for ATH/MDH compounds, polysiloxane additives for flame-retardant polyolefins, silicone masterbatch for LSZH / HFFR cables, improve dispersion in ATH/MDH cable compounds, reduce melt viscosity flame-retardant polyolefin extrusion, cable extrusion processing additives, silicone-based extrusion aids for wires and cables, please visit www.siliketech.com or contact us at amy.wang@silike.cn to learn more.