Bij het selecteren van vlamvertragende kunststoffen is het cruciaal om enige kennis over het onderwerp op te doen.
In eerste instantie is het bepalen van de brandbaarheidsclassificatie fundamenteel, en deze keuze is vaak eenvoudig. Echter, het type kunststofvlamvertrager, een aspect dat vaak over het hoofd wordt gezien, is even belangrijk.
Vlamvertragers spelen een beslissende rol bij het verbeteren van de brandwerendheid van kunststoffen, door effectief de verspreiding van vlammen te voorkomen of te vertragen. Het kiezen van de juiste vlamvertrager is niet alleen een kwestie van veiligheid; het houdt ook milieubescherming en kosteneffectiviteit in. Verschillende soorten vlamvertragers werken via verschillende mechanismen.
Classificatie van kunststof vlamvertragers
In grote lijnen worden vlamvertragers ingedeeld in twee typen: gehalogeneerd en niet-gehalogeneerd.
Halogenen Begrijpen
Laten we eerst ingaan op wat halogeen elementen zijn. Halogenen zijn de elementen in de zevende hoofdgroep van het periodiek systeem, waaronder fluor (F), chloor (Cl), broom (Br), jodium (I) en astaat (At).
Deze elementen delen een gemeenschappelijk kenmerk: zeven elektronen in hun buitenste elektronenschil, waardoor ze zeer reactief zijn en gemakkelijk verbindingen vormen met andere elementen.
Halogenen bestaan doorgaans als negatieve ionen, zoals het chloor (Cl) ion in natriumchloride (NaCl). Ze vertonen sterke elektrofiliteit en oxiderende eigenschappen in chemische reacties. Wijdverspreid aanwezig in de natuur in verschillende vormen, van zout water tot mineralen, worden halogenen gebruikt in een reeks toepassingen, waaronder desinfectie, farmaceutische productie en kunststofverwerking. Vanwege hun reactiviteit hebben halogenen zorgen over milieu en gezondheid opgeroepen.
Het is belangrijk op te merken dat in vlamvertragers de voornamelijk gebruikte halogeen elementen broom (Br) en chloor (Cl) zijn, waarbij broom vaker voorkomt.
Wat zijn Gehalogeneerde Vlamvertragers?
Gehalogeneerde vlamvertragers zijn chemische stoffen die halogeen elementen bevatten (zoals broom [Br] en chloor [Cl]) en worden gebruikt om de brandwerendheid van materialen te verbeteren. Tijdens verbranding verstoren deze vertragers de chemische reactieketen van vlammen door het vrijkomen van halogeen vrije radicalen. Gehalogeneerde vlamvertragers omvatten voornamelijk de volgende categorieën:
Gebromeerde Vlamvertragers:
- De meest voorkomende en veelgebruikte gehalogeneerde vlamvertragers.
- Omvatten stoffen zoals Tetrabroombisfenol A (TBBPA), Decabroomdifenylether (Deca-BDE) en Hexabroomcyclododecaan (HBCD).
- Toepasbaar op diverse kunststoffen, elektronische apparaten, textiel en meer.
Gecloreerde Vlamvertragers:
- Omvatten gechloreerde paraffines, gechloreerd polyethyleen en andere.
- Deze vlamvertragers worden veel gebruikt in PVC en andere gechloreerde polymeren.
Broom-Chloor Gebaseerde Vlamvertragers:
- Verbindingen die zowel broom- als chloorelementen combineren.
- Voorbeelden zijn gebromeerde gechloreerde alkanen, gebromeerde gechloreerde benzenen, enz.
- Deze samengestelde vlamvertragers maken gebruik van de synergetische effecten van broom en chloor om de vlamvertraging te verbeteren.
Combinatie van Gebromeerde Verbindingen met Andere Additieven:
- Om de efficiëntie te verhogen en de kosten te verlagen, worden gebromeerde vlamvertragers vaak gebruikt in combinatie met synergisten zoals antimoontrioxide (Sb2O3).
- Deze combinatie verbetert de algehele vlamvertraging van het materiaal.
Wat zijn niet-gehalogeneerde vlamvertragers?
Niet-gehalogeneerde vlamvertragers zijn een klasse van verbindingen die geen halogeen elementen (zoals chloor [Cl] en broom [Br]) in hun chemische samenstelling bevatten. Deze vertragers worden over het algemeen als milieuvriendelijker beschouwd omdat ze tijdens verbranding geen halogeenverbindingen vrijgeven, die schadelijk kunnen zijn voor zowel het milieu als de menselijke gezondheid. De belangrijkste soorten niet-gehalogeneerde vlamvertragers omvatten:
Fosforgebaseerde Vlamvertragers:
- Deze vlamvertragers werken door een koollaag te vormen tijdens verbranding, waardoor het materiaal wordt geïsoleerd van zuurstof en zo de vlamverspreiding wordt geremd.
- Veelvoorkomende fosforhoudende vlamvertragers zijn rood fosfor, ammoniumfosfaat en fosfaten.
- Geschikt voor diverse kunststoffen, vezels, coatings en rubbers.
Stikstofgebaseerde Vlamvertragers:
- Deze vlamvertragers functioneren meestal door niet-brandbare gassen vrij te geven of de vorming van een stabiele koollaag te bevorderen via chemische reacties.
- Veelvoorkomende stikstofhoudende vlamvertragers zijn melamine, ureum-formaldehydeharsen, enz.
- Vaak gebruikt in schuimkunststoffen, vezels en coatings.
Anorganische Vlamvertragers:
- Inclusief aluminiumhydroxide, magnesiumhydroxide, enz., deze stoffen absorberen een aanzienlijke hoeveelheid warmte en geven waterdamp af bij verhitting, waardoor de temperatuur van het materiaal wordt verlaagd en de vlamverspreiding wordt vertraagd.
- Wijd toegepast in kunststoffen, rubbers en coatings.
Niet-gehalogeneerde Organische Vlamvertragers:
- Deze categorie omvat diverse organische verbindingen, zoals expandeerbaar grafiet en epoxy-gebaseerde verbindingen.
- Ze reageren chemisch tijdens verbranding om een uitgezette koollaag te vormen, wat vlamvertraging biedt.
Nanotechnologiegebaseerde Vlamvertragers:
- Gebruikmakend van nanotechnologie, omvatten deze vlamvertragers het toevoegen van minuscule nanodeeltjes aan materialen om hun vlamweerstand te verbeteren.
- Deze nanodeeltjes kunnen anorganisch zijn, zoals nano-oxiden, of organisch-anorganische hybride materialen.
De keuze van niet-gehalogeneerde vlamvertragers hangt af van het type materiaal dat vlamvertragendheid vereist, verwerkingsomstandigheden, eindproducttoepassingsvereisten en overwegingen van milieu- en gezondheidseffecten. Met steeds strengere milieuregelgeving en hogere markteisen voor veiligheid, ontwikkelt niet-gehalogeneerde vlamvertragende technologie zich snel.
Vergelijking van hun voor- en nadelen
Gehalogeneerde en niet-gehalogeneerde vlamvertragers hebben elk hun sterke en zwakke punten op het gebied van vlamvertragendheid, milieueffect en toepassingsbereik.
Gehalogeneerde Vlamvertragers
- Voordelen
- Over het algemeen bieden ze een hoge vlamvertragende efficiëntie, onderbreken ze snel de vlamverspreiding, vooral in elektronica en elektrische producten.
- Ze zijn kosteneffectief, stabiel, vereisen lage toevoegingsniveaus, compatibel met synthetische harsen en behouden de oorspronkelijke fysische en chemische eigenschappen van de producten.
- Nadelen
- De belangrijkste zorgen zijn milieu- en gezondheidsgerelateerd. Deze vlamvertragers kunnen giftige gehalogeneerde gassen en andere schadelijke stoffen vrijgeven tijdens verbranding, wat milieuvervuiling veroorzaakt en mogelijk de menselijke gezondheid op lange termijn beïnvloedt. Daarom is hun gebruik beperkt of verboden in veel landen en regio's.
Niet-Gehalogeneerde Vlamvertragers
- Voordelen
- Milieuvriendelijk. Ze produceren geen giftige gehalogeneerde gassen bij verbranding, waardoor ze een veiligere, duurzamere keuze zijn. Niet-gehalogeneerde vlamvertragers, zoals fosfor- en stikstofhoudende, worden vaak gebruikt in toepassingen met hogere milieueisen.
- Nadelen
- Hun vlamvertragende efficiëntie is mogelijk niet zo hoog als die van gehalogeneerde vlamvertragers, en ze kunnen duurder zijn.
Daarom is het bij het kiezen van een vlamvertrager nodig om factoren zoals vlamvertragende effectiviteit, milieueffect en kosten uitgebreid te overwegen om de meest geschikte oplossing te vinden.
Gids voor het kiezen van het juiste vlamvertragende nylon
Onlangs, bij het inkopen van vlamvertragend nylon, ontdekten we dat leveranciers over het algemeen drie hoofdopties aanbieden: gehalogeneerd vlamvertragend nylon (meestal gebromeerd), niet-gehalogeneerd vlamvertragend nylon en roodfosfor vlamvertragend nylon. Hiervan zijn gehalogeneerd en niet-gehalogeneerd vlamvertragend nylon gebruikelijker, terwijl roodfosfor vlamvertragend nylon relatief minder gangbaar is.
Verschillende kleuren van deze materialen
Ten eerste zijn deze verschillende soorten vlamvertragend nylon te onderscheiden door hun kleuren. Gehalogeneerd vlamvertragend nylon verschijnt lichtgeel, terwijl niet-gehalogeneerd vlamvertragend nylon meer neigt naar wit, vergelijkbaar met nylon met toegevoegd wit pigment. Bovendien kunnen beide soorten worden verwerkt tot zwart of andere donkere kleuren. Aan de andere kant is rood fosfor vlamvertragend nylon voornamelijk beschikbaar in zwart en bruin.
Verbrandingskenmerken
Een andere methode om deze materialen te identificeren is door ze licht aan te steken met een aansteker. Gehalogeneerd vlamvertragend nylon zal bij verbranding zwarte rook en een sterke irriterende geur produceren, terwijl niet-gehalogeneerd vlamvertragend nylon minder witte rook uitstoot en een minder intense geur heeft.
Verdere details vereisen extra inspanning en zijn niet altijd essentieel.
Een dieper inzicht krijgen in de specifieke componenten van vlamvertragers kan extra inspanning vereisen. De meeste fabrikanten geven mogelijk niet gemakkelijk gedetailleerde informatie, omdat er eigenlijk maar een paar soorten vlamvertragers op de markt zijn, maar ze worden vereenvoudigd tot deze drie categorieën voor gemak van herinnering en selectie. Deze vlamvertragers worden meestal gemaakt in korrelvorm, vergelijkbaar in uiterlijk met gewone kunststof korrels.
Samenvattend is het bij het kiezen van vlamvertragend nylon cruciaal om de kleur, brandkarakteristieken en toepassingsscenario's te overwegen. Dit houdt niet alleen verband met de prestaties van het product, maar ook met de veiligheid in latere verwerking en gebruik. Daarom is het essentieel om behoeften te verduidelijken en grondig te communiceren met leveranciers om het meest geschikte type vlamvertragend nylon voor uw project te selecteren.
