Fosfor bazlı alev geciktiriciler, yüksek verimliliğe sahip, güvenilir ve yaygın olarak kullanılan, araştırmacıların büyük ilgisini çeken bir alev geciktirici türüdür. Sentezleri ve uygulamaları konusunda kayda değer başarılar elde edilmiştir.
1. Fosfor Bazlı Alev Geciktiricilerin PP'de Uygulanması
Polipropilenin (PP) fiziksel özellikleri, endüstriyel uygulamalarında çok önemli bir rol oynar. Bununla birlikte, sınırlı oksijen indeksi (LOI) yalnızca yaklaşık %17,5 olduğundan, hızlı yanma oranıyla oldukça yanıcıdır. PP malzemelerinin endüstriyel uygulamalardaki değeri, hem alev geciktiriciliğinden hem de fiziksel özelliklerinden etkilenir. Son yıllarda, mikro kapsülleme ve yüzey modifikasyonu, alev geciktirici PP malzemelerinde başlıca trendler haline gelmiştir.
Örnek 1: Silan bağlayıcı madde (KH-550) ve silikon reçine etanol çözeltisi ile modifiye edilmiş amonyum polifosfat (APP), PP malzemelerine uygulandı. Modifiye edilmiş APP'nin kütle oranı %22'ye ulaştığında, malzemenin LOI değeri %30,5'e yükselirken, mekanik özellikleri de gereksinimleri karşıladı ve modifiye edilmemiş APP ile alev geciktirilmiş PP malzemelerinden daha iyi performans gösterdi.
Örnek 2: APP, yerinde polimerizasyon yoluyla melamin (MEL), hidroksil silikon yağı ve formaldehit reçinesinden oluşan bir kabuk içine kapsüllendi. Mikro kapsüller daha sonra pentaeritritol ile birleştirildi ve alev geciktiricilik için PP malzemelerine uygulandı. Malzeme, %32'lik bir LOI değeri ve UL94 V-0 dikey yanma testi derecesi ile mükemmel alev geciktiricilik sergiledi. Sıcak suya daldırma işleminden sonra bile kompozit, iyi alev geciktiricilik ve mekanik özelliklerini korudu.
Örnek 3: APP, alüminyum hidroksit (ATH) ile kaplanarak modifiye edildi ve modifiye edilmiş APP, PP malzemelerde kullanılmak üzere 2,5:1 kütle oranında dipentaeritritol ile birleştirildi. Alev geciktirici maddenin toplam kütle oranı %25 olduğunda, LOI %31,8'e ulaştı, alev geciktirme derecesi V-0 oldu ve tepe ısı salınım hızı önemli ölçüde azaldı.
2. Fosfor Bazlı Alev Geciktiricilerin PS'de Uygulanması
Polistiren (PS) oldukça yanıcıdır ve ateşleme kaynağı kaldırıldıktan sonra bile yanmaya devam eder. Yüksek ısı salınımı ve hızlı alev yayılımı gibi sorunları gidermek için, halojen içermeyen fosfor bazlı alev geciktiriciler, PS alev geciktiriciliğinde kritik bir rol oynar. PS için yaygın alev geciktirme yöntemleri arasında kaplama, emdirme, fırçalama ve polimerizasyon aşaması alev geciktirme yer alır.
Örnek 1: Genleşebilir PS için fosfor içeren alev geciktirici bir yapıştırıcı, N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoksisilan ve fosforik asit kullanılarak sol-jel yöntemiyle sentezlendi. Alev geciktirici PS köpüğü, kaplama yöntemi kullanılarak hazırlandı. Sıcaklık 700°C'yi aştığında, yapıştırıcı ile işlem görmüş PS köpüğünde %49'dan fazla bir kömür tabakası oluştu.
Dünya çapındaki araştırmacılar, fosfor içeren alev geciktirici yapıları vinil veya akrilik bileşiklerine dahil etmiş ve daha sonra bunları stiren ile kopolimerleştirerek yeni fosfor içeren stiren kopolimerleri üretmişlerdir. Çalışmalar, saf PS'ye kıyasla fosfor içeren stiren kopolimerlerinin önemli ölçüde iyileştirilmiş LOI ve kömür kalıntısı sergilediğini, bunun da üstün termal stabilite ve alev geciktiricilik gösterdiğini ortaya koymaktadır.
Örnek 2: Vinil uçlu oligomerik fosfat hibrit makromonomer (VOPP), aşılama kopolimerizasyonu yoluyla PS'nin ana zincirine aşılandı. Aşılama kopolimeri, katı faz mekanizması yoluyla alev geciktiricilik gösterdi. VOPP içeriği arttıkça, LOI yükseldi, tepe ısı salınım hızı ve toplam ısı salınımı azaldı ve erime damlaması ortadan kalktı; bu da önemli alev geciktirici etkiler gösterdi.
Ek olarak, inorganik fosfor bazlı alev geciktiriciler, PS alev geciktiriciliğinde kullanılmak üzere grafit veya azot bazlı alev geciktiricilerle kimyasal olarak bağlanabilir. Fosfor bazlı alev geciktiricilerin PS'ye uygulanması için kaplama veya fırçalama yöntemleri de kullanılabilir; bu da malzemenin LOI değerini ve kömür kalıntısını önemli ölçüde iyileştirir.
3. Fosfor Bazlı Alev Geciktiricilerin PA'da Uygulanması
Poliamid (PA) oldukça yanıcıdır ve yanma sırasında önemli miktarda duman üretir. PA, elektronik bileşenlerde ve ekipmanlarda yaygın olarak kullanıldığından, yangın tehlikesi riski özellikle yüksektir. Ana zincirindeki amid yapısı nedeniyle, PA çeşitli yöntemlerle alev geciktirilebilir; hem katkı maddesi hem de reaktif alev geciktiriciler oldukça etkilidir. Alev geciktirici PA'lar arasında, alkil fosfinat tuzları en yaygın kullanılanlardır.
Örnek 1: Kompozit bir malzeme hazırlamak için PA6 matrisine alüminyum izobütilfosfinat (A-MBPa) eklendi. Alev geciktiricilik testinde, A-MBPa, PA6'dan önce bozunarak PA6'yı koruyan yoğun ve kararlı bir kömür tabakası oluşturdu. Malzeme %26,4'lük bir LOI değeri ve V-0 alev geciktiricilik derecesi elde etti.
Örnek 2: Heksametilendiamin ve adipik asidin polimerizasyonu sırasında, alev geciktirici PA66 üretmek için %3 ağırlık oranında alev geciktirici bis(2-karboksietil)metilfosfin oksit (CEMPO) eklendi. Çalışmalar, alev geciktirici PA66'nın geleneksel PA66'ya kıyasla önemli ölçüde daha yüksek bir LOI ile üstün alev geciktiricilik sergilediğini gösterdi. Kömür tabakasının analizi, alev geciktirici PA66'nın yoğun kömür yüzeyinin, ısı ve gaz transferini izole etmeye yardımcı olan ve kayda değer alev geciktirici performans gösteren çeşitli boyutlarda gözenekler içerdiğini ortaya koydu.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Yayın tarihi: 15 Ağustos 2025
