Berita

Pengenalan: Menyelesaikan Cabaran Pemprosesan Sebatian Poliolefin Tahan 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 kemesraan alam sekitar, pelepasan asap yang rendah dan pelepasan gas tidak menghakis. Walau bagaimanapun, untuk mencapai prestasi kalis nyalaan yang diperlukan selalunya memerlukan pemuatan tinggi ATH dan MDH—biasanya 50–70 wt% atau lebih tinggi—ke dalam matriks poliolefin.

Walaupun kandungan pengisi yang tinggi dengan ketara meningkatkan kalis nyalaan, ia juga memperkenalkan cabaran pemprosesan yang teruk, termasuk peningkatan kelikatan cair, kebolehaliran berkurangan, sifat mekanikal terjejas dan kualiti permukaan yang lemah. Isu-isu ini boleh mengehadkan kecekapan pengeluaran dan kualiti produk.

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. Cerapan yang diberikan bertujuan untuk membantu pengeluar wayar dan kabel mengoptimumkan formulasi dan meningkatkan proses pengeluaran apabila bekerja dengan sebatian poliolefin kalis api ATH/MDH beban tinggi.

Memahami ATH dan MDH Flame Retardant

ATH dan MDH ialah dua kalis api bukan organik dan bebas halogen yang digunakan secara meluas dalam bahan polimer, terutamanya dalam aplikasi kabel di mana standard keselamatan dan alam sekitar adalah tinggi. Mereka bertindak melalui penguraian endotermik dan pelepasan air, mencairkan gas mudah terbakar dan membentuk lapisan oksida pelindung pada permukaan bahan, yang menyekat pembakaran dan mengurangkan asap. ATH terurai pada 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:

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

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, menghalang pembakaran.

1.3. Pembentukan lapisan pelindung:

Oksida logam yang terhasil (Al₂O₃ dan MgO) bergabung dengan lapisan char 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 prestasi kalis api dan faedah alam sekitar yang sangat baik, untuk mencapai penarafan kalis api yang tinggi biasanya memerlukan 50–70 wt% atau lebih ATH/MDH, yang merupakan punca utama cabaran pemprosesan seterusnya.
2. Cabaran Pemprosesan Utama Poliolefin ATH/MDH Beban Tinggi dalam Aplikasi Kabel

2.1. Sifat reologi yang merosot:

Beban pengisi yang tinggi secara mendadak meningkatkan kelikatan cair dan mengurangkan kebolehaliran. Ini menjadikan pemplastikan dan pengaliran semasa penyemperitan lebih sukar, memerlukan suhu pemprosesan dan daya ricih yang lebih tinggi, yang meningkatkan penggunaan tenaga dan mempercepatkan kehausan peralatan. Aliran cair yang dikurangkan juga mengehadkan kelajuan penyemperitan dan kecekapan pengeluaran.

2.2. Sifat mekanikal yang dikurangkan:

Sejumlah besar pengisi tak organik mencairkan matriks polimer, mengurangkan kekuatan tegangan dengan ketara, pemanjangan semasa putus, dan kekuatan hentaman. Sebagai contoh, menggabungkan 50% atau lebih ATH/MDH boleh mengurangkan kekuatan tegangan sebanyak lebih kurang 40% atau lebih, menimbulkan cabaran untuk bahan kabel yang fleksibel dan tahan lama.

2.3. Isu penyebaran:

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

2.4. Kualiti permukaan yang lemah:

Kelikatan cair yang tinggi, penyebaran yang lemah dan keserasian pengisi-polimer yang terhad boleh menyebabkan permukaan penyemperit menjadi kasar atau tidak rata, yang membawa kepada pembentukan "kulit jerung" atau mati. Pengumpulan pada die (die drool) menjejaskan penampilan dan pengeluaran berterusan.

2.5. Kesan harta elektrik:

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

2.6. Tetingkap pemprosesan sempit:

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

Cabaran ini menjadikan pemprosesan poliolefin ATH/MDH beban tinggi kompleks dan menyerlahkan keperluan bantuan pemprosesan yang berkesan.

Oleh itu, untuk menangani cabaran ini, pelbagai bantuan pemprosesan telah dibangunkan dan digunakan dalam industri kabel. Bantuan ini meningkatkan keserasian antara muka pengisi polimer, mengurangkan kelikatan cair, dan meningkatkan penyebaran pengisi, mengoptimumkan prestasi pemprosesan dan sifat mekanikal akhir.

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

Bahan tambahan berasaskan silikon dan alat bantu pengeluaran:

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

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

1. Kelikatan cair dikurangkan: Polisiloksana berhijrah ke permukaan cair semasa pemprosesan, membentuk filem pelincir yang mengurangkan geseran dengan peralatan dan meningkatkan kebolehaliran.

2. Penyerakan yang dipertingkatkan: Bahan tambahan berasaskan silikon menggalakkan pengedaran seragam ATH/MDH dalam matriks polimer, meminimumkan pengagregatan zarah.

3. Kualiti permukaan yang dipertingkatkan:Masterbatch silikon LYSI-401mengurangkan pembentukan dan patah cair, menghasilkan permukaan penyemperit yang lebih licin dengan kecacatan yang lebih sedikit.

4. Kelajuan talian yang lebih pantas:Bantuan Pemprosesan Silikon SC920sesuai untuk penyemperitan berkelajuan tinggi kabel. Ia boleh menghalang ketidakstabilan diameter wayar dan gelinciran skru, dan meningkatkan kecekapan pengeluaran. Pada penggunaan tenaga yang sama, volum 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: aditif siloksan boleh meningkatkan sedikit prestasi kalis api (cth, 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 serakan pengisi, mengurangkan kelikatan cair, dan memberikan permukaan yang lebih licin dengan kecekapan yang lebih tinggi.

Antaranya, silikon masterbatch LYSI-401 dan bantuan pemprosesan silikon SC920 yang inovatif adalah penyelesaian terbukti untuk formulasi poliolefin kalis api ATH/MDH, terutamanya dalam penyemperitan kabel LSZH dan HFFR. Dengan menyepadukan bahan tambahan berasaskan silikon dan alat bantu pengeluaran SILIKE, pengilang 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.