بولي فينيل كلوريد (PVC) هو بلاستيك حراري متعدد الأغراض. يستخدمه المصنعون على نطاق واسع في مواد البناء بسبب خصائصه الميكانيكية الممتازة ومقاومته الجيدة للتآكل وخصائصه المضادة للشيخوخة ومقاومته للهب. على الرغم من أن بولي فينيل كلوريد الصلب يتمتع بخصائص مقاومة للهب أفضل من مواد بولي فينيل كلوريد اللينة بسبب كمية صغيرة من مُلَيِّن وأضاف أنه لا يزال بحاجة إلى تحسين من حيث مقاومة اللهب وقمع الدخان. وذلك لأن البولي فينيل كلوريد يحتوي على الكلور، والذي يمكن أن ينتج بسهولة كمية كبيرة من الغازات الحمضية الضارة أثناء الاحتراق. إن الأسعار المرتفعة لمعظم مثبطات اللهب وعملية تحضيرها المعقدة تجعل الإنتاج الضخم صعبًا، لذلك فإن القليل جدًا منها يحقق التصنيع الحقيقي. لا تلعب مثبطات اللهب غير العضوية، مثل هيدروكسيد المغنيسيوم (MH)، دورًا معززًا فحسب، بل إنها تُظهر أيضًا خصائص جيدة لقمع الدخان. يلعب بخار الماء وأكسيد المغنيسيوم الناتج عن تحلله دورًا مثبطًا للهب وقمع الدخان في الطور الغازي والطور المكثف على التوالي.
تأثيرات نظام مثبطات اللهب التآزري
لدراسة تأثير نظام مثبط اللهب التآزري المكون من مسحوق هيدروكسيد المغنيسيوم GY-3000 و HX-3000 و GY-6000 وثلاثي أكسيد الأنتيمون على الخصائص الميكانيكية ومقاومة اللهب لمواد PVC الصلبة، صمم الباحثون الصيغة الموضحة في الجدول التالي.
| جدول صياغة نظام مثبطات اللهب التآزري ثلاثي أكسيد الأنتيمون وأكسيد الزنك | |||||||||||
| مكونات الصياغة | كود الصياغة | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| بولي فينيل كلوريد | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| مسحوق الزنك (GY-616) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| أكسيد الزنك GY-3000 | - | - | 4 | 8 | 12 | - | - | - | - | - | - |
| أكسيد الزنك HX-3000 | - | - | - | - | - | 4 | 8 | 12 | - | - | - |
| أكسيد الزنك GY-6000 | - | - | - | - | - | - | - | - | 4 | 8 | 12 |
| ثالث أكسيد الأنتيمون | - | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 |
| الزنك والكالسيوم مثبت مركب | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| حمض دهني | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| شمع البولي إيثيلين | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| شهادة التعليم المهني المستمر | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| إعلان | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| المعايير الفيزيائية الأساسية لأكسيد الزنك GY-3000، HX-3000، GY-6000 | |||||
| ماركة | د50 (ميكرومتر) | د97 (ميكرومتر) | المساحة السطحية المحددة (م²/جم) | البياض (°) | قيمة امتصاص الزيت (مل/100 جرام) |
| جي واي-3000 | 3.538 | 11.16 | 12.566 | 92 | 34 |
| اتش اكس-3000 | 3.564 | 11.25 | 11.864 | 92 | 28 |
| جي واي-6000 | 1.37 | 3.596 | 20.877 | 95 | 36 |
يقوم الباحثون بخلط المواد وفقًا للنسب الموضحة في جدول الصيغة ووضعها في أسطوانة البثق. ثم يقوم البثق بمعالجة الخليط في صفائح رقيقة 5 مم عند درجة حرارة تتراوح بين 180 درجة مئوية و195 درجة مئوية. ثم يقوم الباحثون بتقطيعها إلى أحجام مناسبة لمؤشر الأكسجين (80 مم × 10 مم × 5 مم)، وكثافة الدخان (25 مم × 25 مم × 3 مم)، وقوة الشد (150 مم × 10 مم × 5 مم)، والعينات المقاومة للصدمات (80 مم × 10 مم × 5 مم).
يقوم الباحثون بقياس حجم الجسيمات وتوزيع المسحوق باستخدام جهاز تحليل حجم الجسيمات بالليزر. كما يقومون باختبار مساحة السطح المحددة باستخدام جهاز قياس مساحة السطح BET.
بياض:تم اختباره وفقًا للمعيار GB/T 5950-2008.
امتصاص الزيت:تم اختباره وفقًا للمعيار DB/T 5211.15-2014.
نتائج الاختبار التجريبي هي كما يلي:
| صيغة | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| قوة الشد (ميجا باسكال) | 27.35 | 28.28 | 24.71 | 18.84 | 25.33 | 27.88 | 26.95 | 27.10 | 26.02 | 28.21 | 28.93 |
| قوة التأثير (ميجا باسكال) | 3.27 | 4.55 | 4.00 | 3.20 | 2.81 | 3.99 | 3.90 | 4.13 | 3.18 | 4.18 | 5.43 |
| مؤشر الأكسجين LOI (%) | 36.80 | 43.80 | 46.80 | 47.60 | 46.60 | 46.20 | 46.40 | 45.60 | 45.80 | 46.80 | 47.00 |
| الحد الأقصى لكثافة الدخان (%) | 93.61 | 84.98 | 82.45 | 75.75 | 72.48 | 80.69 | 84.29 | 75.48 | 84.14 | 89.23 | 74.64 |
| مستوى كثافة الدخان | 68.25 | 64.75 | 63.52 | 61.97 | 55.31 | 62.78 | 65.48 | 61.92 | 67.24 | 64.41 | 61.74 |
مؤشر الأكسجين:تم اختباره وفقًا للمعيار GB/T 2406.2-2009.
كثافة الدخان:تم اختباره وفقًا للمعيار GB/T 8627-2007.
الخواص الميكانيكية:تم إجراء اختبارات خواص الشد البلاستيكية وقوة تأثير شعاع الكابولي وفقًا للمعيار GB/T 1040.1-2006 والمعيار GB/T 1843-2008.
كما يتبين من الجدول، فإن قوة الشد بدون أي مثبطات للهب هي 27.3 ميجا باسكال، وقوة الشد للـ PVC مع إضافة Sb₂O₃ وحده تتحسن قليلاً إلى 28.3 ميجا باسكال. يؤدي إضافة MH إلى GY-3000 إلى انخفاض طفيف في قوة الشد للمنتج. لا تنخفض قوة الشد لـ HX-3000، وقوة الشد للصيغة رقم 5 (التي تحل محل جزء واحد من Sb₂O₃ بأربعة أجزاء من MH) هي 27.8 ميجا باسكال. يشير هذا إلى أن توافق HX-3000 مع PVC يتحسن بعد المعالجة السطحية، وبالتالي تعزيز الخصائص الميكانيكية.
عند إضافة 4 أجزاء من GY-6000 إلى مادة MH المركبة، تقل قوة الشد، ولكن مع زيادة كمية MH المضافة، تزداد قوة الشد تدريجيًا، لتصل إلى حد أقصى يبلغ 28.9 ميجا باسكال. وهذا أعلى بكثير من التركيبات الأخرى، مما يشير إلى أن الحجم الأصغر لجزيئات MH يزيد من مساحة اتصالها بـ PVC، مما يؤدي إلى تحسين أداء الشد.
كما يتضح من الجدول، فإن قوة التأثير بدون أي مثبطات للهب هي 3.27 ميجا باسكال، وقوة تأثير PVC مع إضافة Sb₂O₃ وحده تصبح بشكل كبير إلى 4.55 ميجا باسكال. إن إضافة 4 أجزاء من GY-3000 إلى مادة MH المركبة تزيد بشكل كبير من قوة التأثير إلى 4 ميجا باسكال. ومع ذلك، مع استمرار زيادة المحتوى، تقل قوة تأثير المادة المركبة. تزداد قوة تأثير HX-3000 النشط بشكل كبير، حيث تصل إلى 4.13 ميجا باسكال، مما يدل على أن المعالجة السطحية تعمل على تحسين الخصائص الميكانيكية بشكل فعال. تُظهر قوة تأثير المادة المركبة GY-6000 MH أكبر زيادة. مع إضافة المزيد من MH، تزداد قوة التأثير بسرعة، لتصل إلى حد أقصى قدره 5.42 ميجا باسكال، وهو أعلى بكثير من الصيغ الأخرى. يشير هذا إلى أن حجم الجسيمات الدقيقة يؤدي إلى تأثير تقوية محسّن للكرات الدقيقة، مما يحسن بشكل كبير من متانة التأثير.
تظهر بيانات مؤشر الأكسجين في الجدول أن إضافة هيدروكسيد المغنيسيوم يحسن بشكل كبير مؤشر الأكسجين لمادة البولي فينيل كلوريد المركبة. تؤدي إضافة 8 أجزاء من GY-3000 إلى زيادة مؤشر الأكسجين إلى حد أقصى 47.6%. كان مؤشر الأكسجين لـ HX-3000 أقل قليلاً. قد يكون هذا بسبب تأثير المادة الخافضة للتوتر السطحي على السطح الخارجي، لكنه لا يزال أعلى من البولي فينيل كلوريد بدون أي مثبطات للهب. مع إضافة المزيد من GY-6000، يزداد مؤشر الأكسجين ليصل إلى حد أقصى 47%.
تظهر بيانات إخماد الدخان أن إضافة مثبطات اللهب تقلل بشكل كبير من مستوى كثافة الدخان لمادة البولي فينيل كلوريد المركبة. يؤدي استخدام Sb₂O₃ وحده إلى خفض الحد الأقصى لكثافة الدخان إلى 85%، بينما يوفر GY-3000 أفضل تأثير لإخماد الدخان. مع زيادة كمية GY-3000، يستمر تأثير إخماد الدخان في التحسن، مما يقلل من الحد الأدنى لكثافة الدخان إلى 72.5%. تكون تأثيرات إخماد الدخان لـ HX-3000 و GY-6000 أقل قليلاً من تلك الموجودة في GY-3000، حيث تبلغ قيم الحد الأدنى لكثافة الدخان القصوى 75.48% و 74.64% على التوالي.
خاتمة
ومن خلال دراسة خصائص مثبطة للهب، ومثبطة للدخان، والميكانيكية لمواد هيدروكسيد المغنيسيوم المركبة بأنواعها ومكوناتها المختلفة، توصلنا إلى الاستنتاجات التالية:
تم تحسين مؤشر الأكسجين لمواد مركبات PVC بشكل كبير بإضافة هيدروكسيد المغنيسيوم. عند إضافة 8 أجزاء من GY-3000، يصل مؤشر الأكسجين إلى الحد الأقصى وهو 47.6%. كلما زادت إضافة GY-6000، زاد مؤشر الأكسجين، حيث وصل مؤشر الأكسجين الأقصى إلى 47%.
يتمتع GY-3000 بأفضل تأثير لقمع الدخان. ومع زيادة كمية GY-3000 المضافة، يستمر تأثير قمع الدخان في التحسن، مع انخفاض الحد الأدنى لكثافة الدخان إلى 72.5%. إن تأثيرات قمع الدخان لـ HX-3000 وGY-6000 أقل قليلاً من تلك الموجودة في GY-3000، مع الحد الأدنى لكثافة الدخان القصوى 75.5% و74.6% على التوالي.
إن قوة الشد وقوة التأثير للمادة المركبة مع إضافة 12 جزءًا من GY-6000 MH هي الأعلى، حيث تصل إلى 28.9 ميجا باسكال و5.4 ميجا باسكال على التوالي.
اتصل بنا اليوم للحصول على استشارة مجانية وحلول مخصصة! يكرس فريق الخبراء لدينا جهوده لتوفير منتجات وخدمات عالية الجودة لتعظيم قيمة معالجة المسحوق الخاصة بك.
مسحوق ملحمي- خبير معالجة المساحيق الموثوق به!