Berita

Pengenalan: Menyelesaikan Cabaran Pemprosesan Sebatian Poliolefin Kalis Api ATH/MDH Beban Tinggi

Dalam industri kabel, keperluan ketat untuk kalis api adalah penting untuk memastikan keselamatan kakitangan dan peralatan sekiranya berlaku kebakaran. Aluminium hidroksida (ATH) dan magnesium hidroksida (MDH), sebagai kalis api bebas halogen, digunakan secara meluas dalam sebatian kabel poliolefin kerana keramahan alam sekitar, pelepasan asap yang rendah dan pelepasan gas yang tidak menghakis. Walau bagaimanapun, mencapai prestasi kalis api yang diperlukan selalunya memerlukan penggabungan muatan ATH dan MDH yang tinggi—biasanya 50–70 wt% atau lebih tinggi—ke dalam matriks poliolefin.

Walaupun kandungan pengisi yang tinggi sedemikian meningkatkan ketahanan api dengan ketara, ia juga menimbulkan cabaran pemprosesan yang teruk, termasuk peningkatan kelikatan leburan, pengurangan kebolehaliran, sifat mekanikal yang terjejas dan kualiti permukaan yang buruk. Isu-isu ini boleh mengehadkan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk dengan ketara.

Artikel ini bertujuan untuk mengkaji secara sistematik cabaran pemprosesan yang berkaitan dengan sebatian poliolefin kalis api ATH/MDH beban tinggi dalam aplikasi kabel. Berdasarkan maklum balas pasaran dan pengalaman praktikal, iamengenal pasti berkesanpemprosesanbahan tambahanuntukmenangani cabaran-cabaran ini. Wawasan yang diberikan bertujuan untuk membantu pengeluar wayar dan kabel mengoptimumkan formulasi dan menambah baik proses pengeluaran apabila bekerja dengan sebatian poliolefin kalis api ATH/MDH beban tinggi.

Memahami Bahan Tahan Api ATH dan MDH

ATH dan MDH merupakan dua bahan tahan api bukan organik bebas halogen utama yang digunakan secara meluas dalam bahan polimer, terutamanya dalam aplikasi kabel yang mempunyai piawaian keselamatan dan alam sekitar yang tinggi. Ia bertindak melalui penguraian endotermik dan pembebasan air, mencairkan gas mudah terbakar dan membentuk lapisan oksida pelindung pada permukaan bahan, yang menyekat pembakaran dan mengurangkan asap. ATH terurai pada suhu kira-kira 200–220°C, manakala MDH mempunyai suhu penguraian yang lebih tinggi iaitu 330–340°C, menjadikan MDH lebih sesuai untuk polimer yang diproses pada suhu yang lebih tinggi.

1. Mekanisme kalis api ATH dan MDH termasuk:

1.1. Penguraian endotermik:

Setelah dipanaskan, ATH (Al(OH)₃) dan MDH (Mg(OH)₂) mengalami penguraian endotermik, menyerap haba yang ketara dan menurunkan suhu polimer untuk melambatkan degradasi terma.

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

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

1.2. Pembebasan wap air:

Wap air yang dilepaskan mencairkan gas mudah terbakar di sekeliling polimer dan menyekat akses oksigen, lalu menghalang pembakaran.

1.3. Pembentukan lapisan pelindung:

Oksida logam yang terhasil (Al₂O₃ dan MgO) bergabung dengan lapisan arang polimer untuk membentuk lapisan pelindung yang padat, yang menyekat penembusan haba dan oksigen serta menghalang pembebasan gas mudah terbakar.

1.4. Penindasan asap:

Lapisan pelindung juga menyerap zarah asap, mengurangkan ketumpatan asap keseluruhan.

Walaupun mempunyai prestasi kalis api dan manfaat alam sekitar yang sangat baik, mencapai penarafan kalis api yang tinggi biasanya memerlukan 50–70 wt% atau lebih ATH/MDH, yang merupakan punca utama cabaran pemprosesan berikutnya.
2. Cabaran Pemprosesan Utama Poliolefin ATH/MDH Beban Tinggi dalam Aplikasi Kabel

2.1. Sifat reologi yang merosot:

Beban pengisi yang tinggi meningkatkan kelikatan leburan dengan mendadak dan mengurangkan kebolehaliran. Ini menjadikan pemplastikan dan aliran semasa penyemperitan lebih sukar, memerlukan suhu pemprosesan dan daya ricih yang lebih tinggi, yang meningkatkan penggunaan tenaga dan mempercepatkan haus peralatan. Aliran leburan yang berkurangan juga mengehadkan kelajuan penyemperitan dan kecekapan pengeluaran.

2.2. Sifat mekanikal yang dikurangkan:

Sejumlah besar pengisi bukan organik mencairkan matriks polimer, sekali gus mengurangkan kekuatan tegangan, pemanjangan semasa putus dan kekuatan hentaman dengan ketara. Contohnya, penggunaan 50% atau lebih ATH/MDH boleh mengurangkan kekuatan tegangan sebanyak kira-kira 40% atau lebih, sekali gus menimbulkan cabaran untuk bahan kabel yang fleksibel dan tahan lama.

2.3. Isu penyebaran:

Zarah ATH dan MDH sering teragregat dalam matriks polimer, yang membawa kepada titik kepekatan tegasan, prestasi mekanikal yang berkurangan dan kecacatan penyemperitan seperti kekasaran permukaan atau gelembung.

2.4. Kualiti permukaan yang buruk:

Kelikatan leburan yang tinggi, penyebaran yang lemah dan keserasian pengisi-polimer yang terhad boleh menyebabkan permukaan ekstrudat menjadi kasar atau tidak sekata, yang membawa kepada pembentukan "kulit jerung" atau acuan. Pengumpulan pada acuan (air liur acuan) menjejaskan penampilan dan pengeluaran berterusan.

2.5. Kesan terhadap sifat elektrik:

Kandungan pengisi yang tinggi dan penyebaran yang tidak sekata boleh menjejaskan sifat dielektrik, seperti kerintangan isipadu. Tambahan pula, ATH/MDH mempunyai penyerapan lembapan yang agak tinggi, yang berpotensi menjejaskan prestasi elektrik dan kestabilan jangka panjang dalam persekitaran lembap.

2.6. Tetingkap pemprosesan yang sempit:

Julat suhu pemprosesan untuk poliolefin kalis api beban tinggi adalah sempit. ATH mula mereput sekitar 200°C, manakala MDH terurai sekitar 330°C. Kawalan suhu yang tepat diperlukan untuk mencegah penguraian pramatang dan memastikan prestasi kalis api dan integriti bahan.

Cabaran-cabaran ini menjadikan pemprosesan poliolefin ATH/MDH beban tinggi menjadi kompleks dan menonjolkan keperluan alat bantu pemprosesan yang berkesan.

Jadi, untuk menangani cabaran ini, pelbagai alat bantu pemprosesan telah dibangunkan dan digunakan dalam industri kabel. Alat bantu ini meningkatkan keserasian antara muka polimer-pengisi, mengurangkan kelikatan leburan dan meningkatkan penyebaran pengisi, mengoptimumkan prestasi pemprosesan dan sifat mekanikal akhir.

Alat bantu pemprosesan yang manakah paling berkesan untuk menyelesaikan isu pemprosesan dan kualiti permukaan sebatian poliolefin kalis api ATH/MDH beban tinggi dalam aplikasi industri kabel?

Bahan tambahan dan alat bantu pengeluaran berasaskan silikon:

SILIKE menawarkan pelbagaialat bantu pemprosesan berasaskan polisiloksanauntuk kedua-dua termoplastik standard dan plastik kejuruteraan, membantu mengoptimumkan pemprosesan dan meningkatkan prestasi produk siap. Penyelesaian kami terdiri daripada masterbatch silikon LYSI-401 yang dipercayai hinggalah kepada bahan tambahan SC920 yang inovatif—direkayasa untuk memberikan kecekapan dan kebolehpercayaan yang lebih tinggi dalam penyemperitan kabel LSZH bebas halogen dan HFFR LSZH beban tinggi.

Secara khususnya,Bahan tambahan pemprosesan pelincir berasaskan silikon SILIKE UHMWtelah terbukti bermanfaat untuk sebatian poliolefin kalis api ATH/MDH dalam kabel. Kesan utama termasuk:

1. Kelikatan leburan yang berkurangan: Polisiloksan berhijrah ke permukaan leburan semasa pemprosesan, membentuk filem pelincir yang mengurangkan geseran dengan peralatan dan meningkatkan kebolehaliran.

2. Penyebaran yang dipertingkatkan: Bahan Tambahan berasaskan silikon menggalakkan pengagihan seragam ATH/MDH dalam matriks polimer, meminimumkan pengagregatan zarah.

3. Kualiti permukaan yang dipertingkatkan:Masterbatch silikon LYSI-401mengurangkan pembentukan acuan dan keretakan leburan, menghasilkan permukaan ekstrudat yang lebih licin dengan kecacatan yang lebih sedikit.

4. Kelajuan talian yang lebih pantas:Bantuan Pemprosesan Silikon SC920sesuai untuk penyemperitan kabel berkelajuan tinggi. Ia boleh mencegah ketidakstabilan diameter dawai dan gelinciran skru, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran. Pada penggunaan tenaga yang sama, isipadu penyemperitan meningkat sebanyak 10%.

5. Sifat mekanikal yang dipertingkatkan: Dengan meningkatkan penyebaran pengisi dan lekatan antara muka, masterbatch silikon meningkatkan rintangan haus komposit dan prestasi mekanikal, seperti sifat hentaman & pemanjangan semasa putus.

6. Sinergisme kalis api dan penindasan asap: bahan tambahan siloksana boleh meningkatkan sedikit prestasi kalis api (contohnya, meningkatkan LOI) dan mengurangkan pelepasan asap.

SILIKE ialah pengeluar utama bahan tambahan berasaskan silikon, alat bantu pemprosesan dan elastomer silikon termoplastik di rantau Asia Pasifik.

Kamialat bantu pemprosesan silikondigunakan secara meluas dalam industri termoplastik dan kabel untuk mengoptimumkan pemprosesan, meningkatkan penyebaran pengisi, mengurangkan kelikatan leburan dan menghasilkan permukaan yang lebih licin dengan kecekapan yang lebih tinggi.

Antaranya, masterbatch silikon LYSI-401 dan alat bantu pemprosesan silikon SC920 yang inovatif merupakan penyelesaian yang terbukti untuk formulasi poliolefin kalis api ATH/MDH, terutamanya dalam penyemperitan kabel LSZH dan HFFR. Dengan mengintegrasikan bahan tambahan dan alat bantu pengeluaran berasaskan silikon SILIKE, pengeluar boleh mencapai pengeluaran yang stabil dan kualiti yang konsisten.

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.