Bối cảnh nghiên cứu và thiết kế vật liệu
Axit polylactic (PLA) như polyester phân hủy sinh học được sử dụng rộng rãi trong bao bì, sợi và các sản phẩm dùng một lần, nhưng các vấn đề nghiêm trọng về tính dễ cháy, giọt nóng chảy của nó hạn chế sự mở rộng trong các tình huống như thiết bị điện tử, nội thất ô tô và các thiết bị khác có yêu cầu chống cháy. Một nghiên cứu được công bố trong Polymer Degradation and Stability volume 254, được thực hiện bởi các tác giả như Xiongjie Zhao, đề xuất sử dụng cao lanh chèn serine làm chất độn chống cháy và kiểm tra sự phụ thuộc vào lượng tải của nó trong vật liệu tổng hợp axit polylactic.
Cao lanh là đất sét silicat nhiều lớp, có nguồn gốc rộng và chi phí thấp, nhưng có tính ưa nước giữa các lớp cao tự nhiên và khả năng tương thích hạn chế với ma trận polymer. Nghiên cứu sử dụng serine để sửa đổi chèn, sử dụng nhóm phân cực và hoạt động giữa các lớp của phân tử axit amin để cải thiện tính phân tán của cao lanh, đồng thời giới thiệu các nhóm chức chứa nitơ và oxy để cung cấp vị trí cho các chức năng chống cháy và ổn định tiếp theo.
Ảnh hưởng của tải trọng đối với tính chất chống cháy
Hệ thống nghiên cứu so sánh hành vi chống cháy của vật liệu tổng hợp axit polylactic với lượng bổ sung cao lanh xen kẽ serine khác nhau. Kết quả cho thấy hiệu quả chống cháy không tăng đơn điệu với khối lượng tải, mà là sự hiện diện của một khoảng thích hợp liên quan đến trạng thái phân tán và cấu trúc lớp than. Ở khối lượng tải thấp hơn, chất độn được phân tán tốt hơn, có thể thúc đẩy sự hình thành than và ức chế các giọt nóng chảy; Khi khối lượng tải tiếp tục tăng, xu hướng kết tụ hạt tăng lên, thay vào đó có thể làm suy yếu tính liên tục và hiệu quả cách nhiệt của lớp than. Tính năng “phụ thuộc vào tải trọng” này cho thấy hiệu quả của chất chống cháy giống đất sét trong axit polylactic không chỉ phụ thuộc vào thành phần hóa học của nó mà còn liên quan chặt chẽ đến quy mô phân tán, tương tác giao diện và sự tiến hóa của lớp than trong quá trình đốt cháy. Các chỉ số như tạo than, giải phóng nhiệt và ức chế giọt nóng chảy liên quan đến nghiên cứu cung cấp hỗ trợ dữ liệu cho sự hiểu biết về cơ chế chống cháy của silicat nhiều lớp trong polyester sinh học.
Ý nghĩa đối với ngành công nghiệp phụ trợ polymer
Từ quan điểm của sự lão hóa polymer và ổn định thời tiết, axit polylactic dễ bị suy thoái do tác động của nhiệt, oxy và tia cực tím trong quá trình chế biến và sử dụng, dẫn đến giảm trọng lượng phân tử, suy giảm tính chất cơ học. Sự ra đời của chất độn chống cháy thường thay đổi sự ổn định oxy nhiệt và hành vi ổn định ánh sáng của vật liệu cùng một lúc, vì vậy thiết kế công thức cần phải xem xét khả năng chống cháy, hệ thống chống oxy và ổn định thời tiết như một toàn thể.
Serine chèn kaolin là loại chất độn lai hữu cơ vô cơ, bề mặt chứa các nhóm phân cực như amino và carboxyl, về mặt lý thuyết có thể hình thành tác dụng giao diện mạnh hơn với ma trận polymer, cũng có thể ảnh hưởng đến sự di chuyển và phân phối của các hệ thống chống oxy truyền thống (như phenol bị chặn, phosphate) và các chất ổn định quang học như HALS, UVA. Trong công thức thực tế, nếu các chất độn như vậy được thiết kế với HALS, UVA và hệ thống chống oxy, cần chú ý đến sự hấp phụ, cạnh tranh và hiệp đồng của bề mặt chất độn đối với chất phụ trợ, tránh làm giảm hiệu quả ổn định thời tiết do chất phụ trợ được cố định. Ngoài ra, nghiên cứu cho thấy tải trọng đất sét không chỉ ảnh hưởng đến khả năng chống cháy mà còn có thể ảnh hưởng đến quá trình lão hóa bằng cách thay đổi đường dẫn oxy và nhiệt. Đối với sợi polylactate, màng và các bộ phận ép phun, điều này có nghĩa là có thể có một cửa sổ cần cân bằng giữa khả năng chống cháy và ổn định thời tiết. Ngành công nghiệp trong việc phát triển chương trình axit polylactic chống cháy halogen miễn phí, đất sét biến đổi chèn có thể được coi là một thành phần ứng cử viên để hợp tác với hệ thống chống oxy, HALS, UVA, thông qua tối ưu hóa hệ thống ghép nối, tính đến khả năng chống cháy, xử lý ổn định và thời tiết lâu dài. Nghiên cứu này tập trung vào mối quan hệ giữa tính chất chống cháy và tải trọng, nhưng tác động của việc chèn cao lanh serine đối với quá trình lão hóa oxy nóng lâu dài của axit polylactic, lão hóa UV và tốc độ tiêu thụ của hệ thống chống oxy chưa được thảo luận trong bản gốc. Tương tác của nó với các chất ổn định ánh sáng như HALS và UVA trong cùng một công thức cũng đòi hỏi dữ liệu lão hóa tăng tốc và phơi nhiễm ngoài trời nhiều hơn để xác minh. Đối với ngành công nghiệp phụ trợ polymer, đây là những liên kết chính từ dữ liệu chống cháy trong phòng thí nghiệm đến chương trình ổn định thời tiết thực tế.
Quan sát hóa chất tổng hợp
xung quanh lão hóa polymer, thời tiết ổn định, hệ thống chống oxy, HALS,UVA, Hệ thống phân phối kép, Hợp Nhuận Hóa chất tiếp tục quan tâm đến tiến bộ công nghệ, ổn định chế biến và ứng dụng hạ cánh trong lĩnh vực này. Bài viết này dựa trên thông tin nguồn để chỉnh sửa, công thức cụ thể, lựa chọn sản phẩm và kiểm tra hiệu suất xin kết hợp với tư vấn tình hình làm việc thực tế.
Nguồn:Preparation of serine-intercalated kaolinite and its loading-dependent flame retardancy in polylactic acid composites， Do Hợp Nhuận hóa chất chỉnh lý.