Làm thế nào khoáng chất chống cháy có thể điều chỉnh hành vi đốt cháy polyethylene: nghiên cứu phân tích nhiệt lượng và nhiệt hình nón

Bối cảnh nghiên cứu và thiết kế thử nghiệm

Với sự gia tăng nhu cầu về vật liệu polymer chống cháy trong lĩnh vực xây dựng và cải thiện nhà, làm thế nào để cải thiện hành vi đốt cháy của polymer dễ cháy như polyethylene (PE) trở thành một hướng quan trọng trong nghiên cứu vật liệu. Một nghiên cứu được công bố trên Fire and Materials đã xem xét tác động của hai loại bột chống cháy là magiê hydroxit (Mg(OH)₂) và nhôm hydroxit (Al(OH)₃) đối với sự ổn định nhiệt và tính chất đốt cháy của ma trận PE với chất chống cháy khoáng bền vững về mặt sinh thái. Hai chất chống cháy khoáng được thêm vào ma trận PE với tỷ lệ phần trăm trọng lượng lần lượt là 60, 70 và 80%, các công thức khác nhau của vật liệu composite đã được chuẩn bị và đặc trưng xung quanh hành vi nhiệt và hành vi cháy.

Phương pháp thử nghiệm và các phát hiện chính

nghiên cứu sử dụng kết hợp nhiều kỹ thuật thử nghiệm để đánh giá hiệu suất của mẫu. Phương pháp nhiệt lượng hình nón được sử dụng để đánh giá các thông số đốt cháy như tốc độ giải phóng nhiệt và tạo khói; Phương pháp nhiệt lượng quét khác biệt (DSC) được thực hiện trong không khí và khí nitơ tương ứng để thu được thông tin về sự chuyển đổi nhiệt và ổn định oxy hóa; Phân tích trọng lượng nhiệt Coupled with FTIR (TG-FTIR) được sử dụng để xác định các sản phẩm dễ bay hơi được tạo ra trong quá trình phân hủy; Nhiệt lượng oxy của dư lượng rắn sau khi đốt cháy được sử dụng để định lượng hàm lượng năng lượng còn lại. Kết quả cho thấy chất chống cháy khoáng có tác dụng đáng kể trong việc điều chỉnh động lực đốt cháy không ổn định của hỗn hợp PE, và các thí nghiệm cũng khám phá ảnh hưởng của hiệu ứng quy mô. Thông qua phân tích tương phản của các hỗn hợp khác nhau với PE tinh khiết, nghiên cứu đã định lượng vai trò của loại chất chống cháy và tỷ lệ bổ sung đối với sự thay đổi phản ứng nhiệt của vật liệu.

Ý nghĩa đối với phụ trợ polymer và vật liệu xây dựng

Từ quan điểm của vật liệu xây dựng và cải thiện nhà, nghiên cứu cung cấp một con đường thử nghiệm có thể tham khảo để thiết kế công thức polyolefin chống cháy. PE được sử dụng rộng rãi trong ống, hồ sơ và một số thành phần xây dựng, và việc giải phóng nhiệt đốt cháy và tạo khói của nó liên quan trực tiếp đến an toàn cháy. Chất chống cháy khoáng hoạt động thông qua các cơ chế như phân hủy hấp thụ nhiệt và pha loãng các chất dễ bay hơi dễ cháy, trong khi phân tích độ ổn định oxy hóa DSC và các sản phẩm phân hủy TG-FTIR trong nghiên cứu cũng cung cấp hỗ trợ dữ liệu để hiểu sự ổn định của vật liệu trong điều kiện tiếp xúc với nhiệt. Đối với các sản phẩm xây dựng như hồ sơ PVC, sự ổn định thời tiết và khả năng chống cháy thường đòi hỏi sự cân nhắc phối hợp, chất chống oxy hóa và chất ổn định ánh sáng giúp duy trì hiệu suất vật liệu trong việc sử dụng ngoài trời lâu dài, trong khi ý tưởng nghiên cứu của hệ thống chống cháy khoáng sản có thể cung cấp cho vay thiết kế cân bằng của các công thức hỗ trợ đa thành phần. Xu hướng kiểm soát chặt chẽ việc tạo khói và giải phóng nhiệt trong lĩnh vực vật liệu xây dựng cũng làm cho các phương pháp đánh giá thực nghiệm dựa trên phân tích nhiệt lượng và nhiệt hình nón này có giá trị tham khảo nhiều hơn. Nghiên cứu tập trung vào đặc tính hành vi đốt cháy và nhiệt của hỗn hợp PE, kết luận của thí nghiệm dựa trên loại chất chống cháy khoáng cụ thể và tỷ lệ bổ sung, không liên quan đến thời tiết lão hóa lâu dài, tính lưu động của chế biến hoặc tính chất kỹ thuật của các sản phẩm xây dựng thực tế. Tóm tắt nghiên cứu không cung cấp kết quả số liệu và kết luận thống kê cụ thể, tối ưu hóa công thức liên quan vẫn cần được xác minh thêm kết hợp với kịch bản ứng dụng.

Nguồn:Experimental Characterization of the Effects of Mineral‐Based Fire‐Retardant Admixtures on the Combustion Properties of Polyethylene Blends， Do Hợp Nhuận hóa chất chỉnh lý.