Serin-Layered Flammschutz-Polymilchsäure: Die Belastung bestimmt die Flammschutzeffizienz

Forschungshintergrund und Materialdesign

Polymilchsäure (PLA) als biologisch abbaubarer Polyester ist weit verbreitet in Verpackungen, Fasern und Einwegprodukten, aber seine brennbaren, schweren Probleme mit Schmelztropfen beschränken die Verbreitung in Szenarien, in denen Flammschutz erforderlich ist, wie Elektronik, Automobilinneinrichtungen und andere. Eine Studie, veröffentlicht in “Polymer Degradation and Stability”, Band 254, von Xiongjie Zhao und anderen Autoren, schlägt vor, dass Serin-Layering-Kaling-Erde als flammhemmender Füllstoff verwendet wird und ihre Belastungsabhängigkeit in Polymilchsäurekompositen untersucht wird.

Kaling-Erde ist schichtförmiger Silikatleim mit einer breiten Quelle und niedrigen Kosten, aber natürliche Kaling-Erdschichten sind hydrophil und begrenzt mit dem Polymermatriz kompatibel. Die Forschung verwendet Serin für die stratifizierte Modifikation, die Verwendung der polaren Gruppen und der Interschichtwirkung von Aminosäuremolekulen, um die Dispersionsfähigkeit von Kaoling zu verbessern und gleichzeitig Stickstoff- und Sauerstofffunktionelle Gruppen einzuführen, um einen Platz für die nachfolgenden Flammschutz- und Stabilisierungsfunktionen bereitzustellen.

Einfluss der Belastung auf die Flammschutzeigenschaften

Forschungssysteme verglichen das Flammschutzverhalten von Polymilchsäure-Verbundstoffen bei unterschiedlichen Serin-Interstrationen mit Kohlenstoffzuzügen. Die Ergebnisse zeigten, dass die Flammschutzeffizienz nicht monoton mit der Last steigt, sondern dass ein geeigneter Bereich im Zusammenhang mit dem Dispersionszustand und der Kohlenschichtstruktur besteht. Bei niedrigerer Last ist der Füllstoff besser verteilt und kann die Kohlebildung fördern und Schmelztropfen unterdrücken; Wenn die Belastung weiter steigt, neigt die Partikelwiedervereinigung zu erhöhen, was die Kontinuität und die Wärmedämmung der Kohlenschicht schwächen kann. Diese „Lastabhängigkeit“-Eigenschaft zeigt, dass die Wirksamkeit von leimigen Flammschutzmitteln in Polymilchsäuren nicht nur von ihrer chemischen Zusammensetzung abhängt, sondern auch eng mit der Dispersionsskala, den Grenzflächenwechselwirkungen und der Evolution der Kohlenschicht während des Verbrennungsprozesses verbunden ist. Indikatoren wie Kohlenbildung, Wärmefreisetzung und Schmelztropfenhemmung, die in der Studie enthalten sind, unterstützen das Verständnis der Flammschutzmechanismen schichtförmiger Silikate in biobasiertem Polyester.

Bedeutung für die Polymerhilfsmittelindustrie

Aus der Sicht der Alterung von Polymeren und der Witterungsbeständigkeit wird Polymilchsäure in der Verarbeitung und Verwendung anfällig für Wärme, Sauerstoff und UV-Licht abgebaut, was zu einem Abgang des Molekulargewichts und einer Verschlechterung der mechanischen Eigenschaften führt. Die Einführung flammhemmender Füllstoffe verändert oft sowohl die thermische Sauerstoffstabilität als auch das photostabile Verhalten des Materials, daher muss die Formulierung Flammschutz, Antisauerstoffsystem und Witterungsbeständigkeit als Ganzes berücksichtigen.

Serin-Layering Kaling Erde, wie organisch-anorganische Hybridisierung Füllstoffe, die Oberfläche enthält Amino- und Carboxylgruppen und andere polare Gruppen, kann theoretisch eine stärkere Schnittstelle mit dem Polymerkörper bilden, kann auch die Migration und Verteilung von herkömmlichen Antioxygensystemen beeinflussen (wie Blockphenole, Phosphate) und HALS, UVA und andere Lichtstabilisatoren. In der praktischen Rezeptur, wenn solche Füllstoffe mit HALS, UVA und Antioxidantiensystemen für die Konstruktion eines Komplexsystems verwendet werden, muss man sich auf die Adsorption, den Wettbewerb und die Synergieeffekte der Füllstoffoberfläche auf das Hilfsmittel konzentrieren, um zu vermeiden, dass die Wirksamkeit der Witterungsbeständigkeit durch die Fixierung des Hilfsmittels vermindert wird. Darüber hinaus deutet die Studie darauf hin, dass die Tonlast nicht nur die Flammverzögerung beeinflusst, sondern auch den Alterungsprozess beeinflussen kann, indem der Sauerstoff- und Wärmeübertragungsweg verändert wird. Bei Polymilksäurefasern, Folien und Spritzgießteilen kann dies bedeuten, dass ein Gleichgewicht zwischen Flammschutz und Witterungsbeständigkeit erforderlich ist. Bei der Entwicklung von halogenfreien Flammschutz-Polymilchsäure-Lösungen kann die Industrie stratifizierten modifizierten Lehm als Kandidaten für die Synergie mit Antioxidationssystemen, HALS und UVA betrachten, die durch ein Komplexsystem optimiert werden, um Flammschutz, Verarbeitungsstabilität und langfristige Witterungsbeständigkeit zu berücksichtigen. Die Studie konzentrierte sich auf das Verhältnis zwischen Flammschutzleistung und Belastung, aber die Auswirkungen von Serin-Layering-Kollingearth auf die langfristige Thermosäurealterung von Polymilchsäure, die UV-Alterung und die Verbrauchsrate des Antioxygensystems wurden nicht diskutiert. Seine Wechselwirkung mit Lichtstabilisatoren wie HALS und UVA in der gleichen Rezeptur erfordert zusätzliche Daten zur Beschleunigung des Alterns und der Exposition im Freien. Für die Polymerhilfsmittelindustrie sind dies die entscheidenden Elemente für den Weg von den Flammschutzdaten im Labor zu den praktischen Stabilitätssystemen.

Quelle der Informationen: Preparation of serine-intercalated kaolinite and its loading-dependent flame retardancy in polylactic acid composites， Durch befeuchtete Chemiker aufgeräumt.