חֲדָשׁוֹת

מבוא: פתרון אתגרי עיבוד של תרכובות פוליאולפין מעכבות בעירה ATH/MDH בעומס גבוה

בתעשיית הכבלים, דרישות מחמירות לעמידות בעירה חיוניות להבטחת בטיחותם של אנשי צוות וציוד במקרה של שריפה. אלומיניום הידרוקסיד (ATH) ומגנזיום הידרוקסיד (MDH), כמעכבי בעירה נטולי הלוגן, נמצאים בשימוש נרחב בתרכובות כבלים מפוליאולפין בשל ידידותיותם לסביבה, פליטת עשן נמוכה ושחרור גזים שאינו קורוזיבי. עם זאת, השגת ביצועי מעכבי בעירה הנדרשים מחייבת לעתים קרובות שילוב של עומסים גבוהים של ATH ו-MDH - בדרך כלל 50-70% משקלי ומעלה - במטריצת הפוליאולפין.

בעוד שתכולת חומר מילוי גבוהה כזו משפרת משמעותית את עמידות הבעירה, היא גם מציגה אתגרי עיבוד חמורים, כולל צמיגות מותכת מוגברת, זרימה מופחתת, תכונות מכניות פגיעה ואיכות פני שטח ירודה. בעיות אלו עלולות להגביל מאוד את יעילות הייצור ואת איכות המוצר.

מאמר זה שואף לבחון באופן שיטתי את אתגרי העיבוד הקשורים לתרכובות פוליאולפין מעכבות בעירה ATH/MDH בעומס גבוה ביישומי כבלים. בהתבסס על משוב מהשוק וניסיון מעשי, הוא...מזהה יָעִילעיבודתוספיםעֲבוּרבהתמודדות עם אתגרים אלה. התובנות המסופקות נועדו לסייע ליצרני חוטים וכבלים לייעל את הפורמולציות ולשפר את תהליכי הייצור בעת עבודה עם תרכובות פוליאולפין מעכבות בעירה ATH/MDH בעלות עומס גבוה.

הבנת מעכבי בעירה של ATH ו-MDH

ATH ו-MDH הם שני מעכבי בעירה אנאורגניים עיקריים, ללא הלוגן, הנמצאים בשימוש נרחב בחומרים פולימריים, במיוחד ביישומי כבלים בהם סטנדרטים גבוהים של בטיחות וסביבה. הם פועלים על ידי פירוק אנדותרמי ושחרור מים, מדללים גזים דליקים ויוצרים שכבת תחמוצת מגן על פני החומר, אשר מדכאת בעירה ומפחיתה עשן. ATH מתפרק בטמפרטורה של כ-200-220 מעלות צלזיוס, בעוד של-MDH טמפרטורת פירוק גבוהה יותר של 330-340 מעלות צלזיוס, מה שהופך את MDH למתאים יותר לפולימרים המעובדים בטמפרטורות גבוהות יותר.

1. מנגנוני מעכבי בעירה של ATH ו-MDH כוללים:

1.1. פירוק אנדותרמי:

לאחר חימום, ATH (Al(OH)₃) ו-MDH (Mg(OH)₂) עוברים פירוק אנדותרמי, סופגים חום משמעותי ומורידים את טמפרטורת הפולימר כדי לעכב את הפירוק התרמי.

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

MDH: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, ΔH ≈ 1316 ג'אול/גרם

1.2. שחרור אדי מים:

אדי המים המשתחררים מדללים גזים דליקים סביב הפולימר ומגבילים את גישת החמצן, ובכך מעכבים בעירה.

1.3. היווצרות שכבות מגן:

תחמוצות המתכת המתקבלות (Al₂O₃ ו-MgO) מתאחדות עם שכבת הפחם הפולימרית ויוצרות שכבת מגן צפופה, החוסמת חדירת חום וחמצן ומעכבת את שחרורם של גזים דליקים.

1.4. דיכוי עשן:

שכבת המגן סופגת גם חלקיקי עשן, ומפחיתה את צפיפות העשן הכוללת.

למרות ביצועי מעכבי בעירה מצוינים והיתרונות הסביבתיים שלהם, השגת דירוגי מעכבי בעירה גבוהים דורשת בדרך כלל 50-70% משקלי או יותר של ATH/MDH, שהיא הסיבה העיקרית לאתגרי עיבוד עוקבים.
2. אתגרי עיבוד מרכזיים של פוליאולפינים ATH/MDH בעומס גבוה ביישומי כבלים

2.1. פגיעה בתכונות הריאולוגיות:

עומסי מילוי גבוהים מגדילים באופן דרמטי את צמיגות ההיתוך ומפחיתים את יכולת הזרימה. זה מקשה על הפלסטיזציה והזרימה במהלך האקסטרוזיה, מה שמחייב טמפרטורות עיבוד וכוחות גזירה גבוהים יותר, מה שמגדיל את צריכת האנרגיה ומאיץ את שחיקת הציוד. זרימת היתוך מופחתת מגבילה גם את מהירות האקסטרוזיה ואת יעילות הייצור.

2.2. תכונות מכניות מופחתות:

כמויות גדולות של חומרי מילוי אנאורגניים מדללות את מטריצת הפולימר, ומפחיתות משמעותית את חוזק המתיחה, את ההתארכות בשבירה ואת חוזק הפגיעה. לדוגמה, שילוב של 50% או יותר של ATH/MDH עשוי להפחית את חוזק המתיחה בכ-40% או יותר, מה שמהווה אתגר לחומרי כבלים גמישים ועמידים.

2.3. בעיות פיזור:

חלקיקי ATH ו-MDH מצטברים לעיתים קרובות במטריצת הפולימר, מה שמוביל לנקודות ריכוז מאמץ, ביצועים מכניים מופחתים ופגמי שחול כגון חספוס פני השטח או בועות.

2.4. איכות פני השטח ירודה:

צמיגות גבוהה של התכה, פיזור לקוי ותאימות מוגבלת בין חומר מילוי לפולימר עלולים לגרום למשטחי האקסטרודט להיות מחוספסים או לא אחידים, מה שמוביל להצטברות "עור כריש" או הצטברות בתבנית. הצטברות בתבנית (ריר בתבנית) משפיעה הן על המראה והן על רצף הייצור.

2.5. השפעות על רכוש חשמלי:

תכולת מילוי גבוהה ופיזור לא אחיד יכולים להשפיע על תכונות דיאלקטריות, כגון התנגדות נפחית. יתר על כן, ל-ATH/MDH יש ספיגת לחות גבוהה יחסית, דבר שעלול להשפיע באופן פוטנציאלי על הביצועים החשמליים ועל היציבות ארוכת הטווח בסביבות לחות.

2.6. חלון עיבוד צר:

טווח טמפרטורות העיבוד של פוליאולפינים מעכבי בעירה בעומס גבוה הוא צר. ATH מתחיל להתפרק בסביבות 200 מעלות צלזיוס, בעוד ש-MDH מתפרק בסביבות 330 מעלות צלזיוס. נדרשת בקרת טמפרטורה מדויקת כדי למנוע פירוק מוקדם ולהבטיח ביצועי מעכבי בעירה ושלמות החומר.

אתגרים אלה הופכים את עיבוד פוליאולפינים ATH/MDH בעומס גבוה למורכב ומדגישים את הצורך בעזרי עיבוד יעילים.

לכן, כדי להתמודד עם אתגרים אלה, פותחו ויושמו מגוון עזרי עיבוד בתעשיית הכבלים. עזרים אלה משפרים את התאימות בין פני השטח של הפולימר לחומר המילוי, מפחיתים את צמיגות ההיתוך ומשפרים את פיזור חומר המילוי, תוך אופטימיזציה של ביצועי העיבוד והתכונות המכניות הסופיות.

אילו עזרי עיבוד הם היעילים ביותר לפתרון בעיות עיבוד ואיכות פני השטח של תרכובות פוליאולפין מעכבות בעירה ATH/MDH בעומס גבוה ביישומי תעשיית הכבלים?

תוספים ועזרי ייצור על בסיס סיליקון:

SILIKE מציעה מגוון רחב של מוצריםעזרי עיבוד מבוססי פוליסילוקסןהן עבור תרמופלסטים סטנדרטיים והן עבור פלסטיק הנדסי, המסייעים לייעל את העיבוד ולשפר את הביצועים של מוצרים מוגמרים. הפתרונות שלנו נעים בין אבצ' הסיליקון המהימן LYSI-401 ועד לתוסף החדשני SC920 - שתוכנן לספק יעילות ואמינות גבוהות יותר בשחול כבלים LSZH ו-HFFR LSZH ללא הלוגן בעומס גבוה.

ספציפית,תוספי עיבוד חומר סיכה מבוססי סיליקון SILIKE UHMWהוכחו כיעילים לתרכובות פוליאולפין מעכבות בעירה ATH/MDH בכבלים. השפעות עיקריות כוללות:

1. צמיגות מופחתת של התכה: פוליסילוקסאנים נודדים אל פני השטח של ההיתוך במהלך העיבוד, ויוצרים שכבת סיכה המפחיתה את החיכוך עם הציוד ומשפרת את יכולת הזרימה.

2. פיזור משופר: תוספים מבוססי סיליקון מקדמים פיזור אחיד של ATH/MDH במטריצת הפולימר, וממזערים את הצטברות החלקיקים.

3. איכות פני השטח משופרת:אבצ' סיליקון LYSI-401מפחית הצטברות של תבניות ושברים בהתכה, ומייצר משטחי אקסטרודט חלקים יותר עם פחות פגמים.

4. מהירות קו גבוהה יותר:סיוע לעיבוד סיליקון SC920מתאים לביצוע שיחול במהירות גבוהה של כבלים. זה יכול למנוע חוסר יציבות בקוטר החוט והחלקת בורג, ולשפר את יעילות הייצור. באותה צריכת אנרגיה, נפח השחול גדל ב-10%.

5. תכונות מכניות משופרות: על ידי שיפור פיזור המילוי וההידבקות הבין-פנימית, אבצ' סיליקון משפר את עמידות הבלאי והביצועים המכניים של החומר המרוכב, כגון תכונות פגיעה והתארכות בשבירה.

6. סינרגיזם של מעכבי בעירה ודיכוי עשן: תוספי סילוקסאן יכולים לשפר מעט את ביצועי מעכבי הבעירה (למשל, להגדיל את LOI) ולהפחית את פליטת העשן.

SILIKE היא יצרנית מובילה של תוספים מבוססי סיליקון, עזרי עיבוד ואלסטומרים מסיליקון תרמופלסטי באזור אסיה-פסיפיק.

שֶׁלָנוּעזרי עיבוד סיליקוןמיושמים באופן נרחב בתעשיות התרמופלסטיות והכבלים כדי לייעל את העיבוד, לשפר את פיזור חומרי המילוי, להפחית את צמיגות ההיתוך ולספק משטחים חלקים יותר ביעילות גבוהה יותר.

ביניהם, אבצ' הסיליקון LYSI-401 ועזר העיבוד החדשני SC920 מסיליקון הם פתרונות מוכחים עבור פורמולציות פוליאולפין מעכבי בעירה ATH/MDH, במיוחד בשיחול כבלים LSZH ו-HFFR. על ידי שילוב תוספים מבוססי סיליקון ועזרי ייצור של SILIKE, יצרנים יכולים להשיג ייצור יציב ואיכות עקבית.

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.