Analiza dhe Optimizimi i Formulimit të Rezistencës ndaj Flakës për Veshjet PVC

Analiza dhe Optimizimi i Formulimit të Rezistencës ndaj Flakës për Veshjet PVC

Klienti prodhon tenda PVC dhe duhet të aplikojë një shtresë rezistente ndaj flakës. Formula aktuale përbëhet nga 60 pjesë rrëshirë PVC, 40 pjesë TOTM, 30 pjesë hipofosfit alumini (me përmbajtje 40% fosfori), 10 pjesë MCA, 8 pjesë borat zinku, së bashku me shpërndarës. Megjithatë, performanca rezistente ndaj flakës është e dobët dhe shpërndarja e retardantëve të flakës është gjithashtu e pamjaftueshme. Më poshtë është një analizë e arsyeve dhe një rregullim i propozuar i formulës.

I. Arsyet kryesore për rezistencë të dobët ndaj flakës

1. Sistem i pabalancuar i retardantit të flakës me efekte të dobëta sinergjike

• Hipofosfit alumini i tepërt (30 pjesë):
  Edhe pse hipofosfiti i aluminit është një rezistent ndaj flakës efikas me bazë fosfori (përmbajtje 40% fosfori), shtimi i tepërt (>25 pjesë) mund të çojë në:
• Një rritje e ndjeshme e viskozitetit të sistemit, duke e bërë të vështirë shpërndarjen dhe duke formuar pika të nxehta të aglomeruara që përshpejtojnë djegien ("efekti i fitilit").
• Rezistencë e reduktuar e materialit dhe veti të dëmtuara të formimit të filmit për shkak të mbushësit të tepërt inorganik.
• Përmbajtje e lartë MCA (10 pjesë):
  MCA (me bazë azoti) përdoret zakonisht si sinergjist. Kur doza tejkalon 5 pjesë, ajo tenton të migrojë në sipërfaqe, duke ngopur efikasitetin e retardantëve të flakës dhe duke ndërhyrë potencialisht me retardantë të tjerë të flakës.
• Mungesa e sinergjistëve kryesorë:
  Ndërsa borati i zinkut ka efekte shtypëse të tymit, mungesa e përbërjeve me bazë antimoni (p.sh., trioksidi i antimonit) ose oksidi metali (p.sh., hidroksidi i aluminit) parandalon formimin e një sistemi sinergjik "fosfor-azot-antimon", duke rezultuar në rezistencë të pamjaftueshme ndaj flakës në fazën e gaztë.

2. Mospërputhja midis përzgjedhjes së plastifikuesit dhe objektivave të rezistencës ndaj flakës

• TOTM (trioktil trimelitati) ka rezistencë të kufizuar ndaj flakës:
  TOTM shquhet për rezistencën ndaj nxehtësisë, por është shumë më pak efektiv në rezistencën ndaj flakës krahasuar me esteret e fosfatit (p.sh., TOTP). Për aplikime me rezistencë të lartë ndaj flakës, si veshjet e tendave, TOTM nuk mund të ofrojë aftësi të mjaftueshme për karbonizim dhe pengesë ndaj oksigjenit.
• Plastifikues total i pamjaftueshëm (vetëm 40 pjesë):
  Rrëshira PVC zakonisht kërkon 60-75 pjesë plastifikuesi për plastifikim të plotë. Përmbajtja e ulët e plastifikuesit çon në viskozitet të lartë të shkrirjes, duke përkeqësuar më tej problemet e shpërndarjes së agjentëve rezistentë ndaj flakës.

3. Sistem joefektiv i shpërndarjes që çon në shpërndarje të pabarabartë të retardantëve të flakës

• Dispersuesi aktual mund të jetë i një lloji me qëllim të përgjithshëm (p.sh., acid stearik ose dyllë PE), i cili është joefektiv për retardantët inorganikë të flakës me ngarkesë të lartë (hipofosfit alumini + borat zinku gjithsej 48 pjesë), duke shkaktuar:
• Grumbullimi i grimcave rezistente ndaj flakës, duke krijuar pika të dobëta të lokalizuara në veshje.
• Rrjedhje e dobët e shkrirjes gjatë përpunimit, duke gjeneruar nxehtësi prerjeje që shkakton dekompozim të parakohshëm.

4. Përputhshmëri e dobët midis retardantëve të flakës dhe PVC-së

• Materialet inorganike si hipofosfiti i aluminit dhe borati i zinkut kanë ndryshime të konsiderueshme në polaritet me PVC-në. Pa modifikim sipërfaqësor (p.sh., agjentë çiftëzues silani), ndodh ndarja e fazave, duke zvogëluar efikasitetin e rezistencës ndaj flakës.

II. Qasja thelbësore e dizajnit

1. Zëvendësoni plastifikuesin primar me TOTP

• Shfrytëzimi i aftësisë së saj të shkëlqyer ndaj flakës (përmbajtje fosfori ≈9%) dhe efektit plastifikues.

2. Optimizoni raportet e retardantëve të flakës dhe sinergjinë

• Mbajeni hipofosfitin e aluminit si burimin kryesor të fosforit, por ulni ndjeshëm dozën e tij për të përmirësuar shpërndarjen dhe për të minimizuar "efektin e fitilit".
• Mbajeni boratin e zinkut si një sinergjist kyç (duke nxitur karbonizimin dhe shtypjen e tymit).
• Mbajeni MCA si një sinergjist të azotit, por zvogëloni dozën e tij për të parandaluar migrimin.
• Prezantojhidroksid alumini ultrafine (ATH)si një komponent shumëfunksional:
• Rezistenca ndaj flakës:Zbërthimi endotermik (dehidratimi), ftohja dhe hollimi i gazrave të ndezshëm.
• Shtypja e tymit:Zvogëlon ndjeshëm prodhimin e tymit.
• Mbushës:Ul kostot (krahasuar me retardantët e tjerë të flakës).
• Shpërndarje dhe rrjedhje e përmirësuar (gradë ultrafine):Më e lehtë për t’u shpërndarë sesa ATH-ja konvencionale, duke minimizuar rritjen e viskozitetit.

3. Zgjidhje të Forta për Çështjet e Shpërndarjes

• Rrit ndjeshëm përmbajtjen e plastifikuesit:Siguroni plastifikim të plotë të PVC-së dhe zvogëloni viskozitetin e sistemit.
• Përdorni super-dispersantë me efikasitet të lartë:I projektuar posaçërisht për pluhura inorganike me ngarkesë të lartë dhe që aglomerohen lehtë (hipofosfit alumini, ATH).
• Optimizoni përpunimin (përzierja paraprake është kritike):Sigurohuni që të laget dhe shpërndahet plotësisht materiali që i retardon flakët.

4. Siguroni stabilitetin bazë të përpunimit

• Shtoni stabilizues të nxehtësisë dhe lubrifikantë të përshtatshëm të mjaftueshëm.

III. Formula e rishikuar e PVC-së rezistente ndaj flakës

IV. Shënime dhe Pika Kyçe të Formulës

1. TOTP është Fondacioni Thelbësor

• 65–75 pjesësiguron:
• Plastifikim i plotë: PVC-ja kërkon plastifikues të mjaftueshëm për formimin e një filmi të butë dhe të vazhdueshëm.
• Reduktimi i viskozitetit: Kritik për përmirësimin e shpërndarjes së retardantëve inorganikë të flakës me ngarkesë të lartë.
• Rezistenca e brendshme ndaj flakës: TOTP në vetvete është një plastifikues shumë efektiv ndaj flakës.

2. Sinergjia e Retardantëve të Flakës

• Sinergjia PNB-Al:Hipofosfiti i aluminit (P) + MCA (N) sigurojnë sinergji bazë PN. Borati i zinkut (B, Zn) rrit karbonizimin dhe shtypjen e tymit. ATH ultrafine (Al) ofron ftohje masive endotermike dhe shtypje të tymit. TOTP gjithashtu kontribuon me fosfor. Kjo krijon një sistem sinergjik shumëelementësh.
• Roli i ATH-së:25–35 pjesë të ATH ultrafine janë një kontribues i madh në rezistencën ndaj flakës dhe shuarjen e tymit. Zbërthimi i saj endotermik thith nxehtësinë, ndërsa avujt e ujit të çliruar hollojnë oksigjenin dhe gazrat e ndezshëm.ATH-ja ultra e imët dhe e trajtuar në sipërfaqe është kritikepër të minimizuar ndikimin e viskozitetit dhe për të përmirësuar përputhshmërinë e PVC-së.
• Hipofosfit alumini i reduktuar:U ul nga 30 në 15-20 pjesë për të lehtësuar ngarkesën e sistemit duke ruajtur kontributin e fosforit.
• MCA e reduktuar:U ul nga 10 në 4-6 pjesë për të parandaluar migrimin.

3. Zgjidhja e Shpërndarjes – Kritike për Suksesin

• Super-dispersant (3–4 pjesë):Thelbësor për përballimin e sistemit me ngarkesë të lartë (50–70 pjesë mbushës inorganikë gjithsej!), sistem i vështirë për t’u shpërndarë (hipofosfit alumini + ATH ultrafine + borat zinku).Disperantët e zakonshëm (p.sh., stearat kalciumi, dylli PE) janë të pamjaftueshëm!Investoni në super-dispersantë me efikasitet të lartë dhe përdorni sasi të mjaftueshme.
• Përmbajtja e plastifikuesit (65–75 pjesë):Si më sipër, zvogëlon viskozitetin e përgjithshëm, duke krijuar një mjedis më të mirë për shpërndarje.
• Lubrifikantë (1–2 pjesë):Një kombinim i lubrifikantëve të brendshëm/të jashtëm siguron rrjedhje të mirë gjatë përzierjes dhe veshjes, duke parandaluar ngjitjen.

4. Përpunimi – Protokolli i rreptë i përzierjes paraprake

• Hapi 1 (Pluhura inorganike të përziera në mënyrë të thatë):
• Shtoni hipofosfitin e aluminit, ATH ultrafine, boratin e zinkut, MCA dhe të gjithë super-dispersantët në një përzierës me shpejtësi të lartë.
• Përzieni në 80–90°C për 8–10 minuta. Qëllimi: Sigurohuni që super-dispersant të mbulojë plotësisht çdo grimcë, duke thyer aglomeratet.Koha dhe temperatura janë kritike!
• Hapi 2 (Formimi i slurit):
• Shtoni pjesën më të madhe të TOTP-së (p.sh., 70–80%), të gjithë stabilizuesit e nxehtësisë dhe lubrifikantët e brendshëm në përzierjen nga Hapi 1.
• Përzieni në 90–100°C për 5–7 minuta për të formuar një masë të lëngshme uniforme, rezistente ndaj flakës, të rrjedhshme. Sigurohuni që pluhurat të jenë të lagura plotësisht nga plastifikuesit.
• Hapi 3 (Shtoni PVC-në dhe përbërësit e mbetur):
• Shtoni rrëshirë PVC, TOTP-në e mbetur, lubrifikantët e jashtëm (dhe antioksidantë/stabilizues UV, nëse shtohen në këtë fazë).
• Përziejeni në 100–110°C për 7–10 minuta derisa të arrini "pikën e tharjes" (rrjedh lirshëm, pa kokrriza).Shmangni përzierjen e tepërt për të parandaluar degradimin e PVC-së.
• Ftohja:Shkarkojeni dhe ftohni përzierjen në <50°C për të parandaluar grumbullimin.

5. Përpunimi i mëvonshëm

• Përdorni përzierjen e thatë të ftohur për kalendrim ose veshje.
• Kontrolloni në mënyrë strikte temperaturën e përpunimit (temperatura e rekomanduar e shkrirjes ≤170–175°C) për të shmangur dështimin e stabilizatorit ose dekompozimin e parakohshëm të retardantëve të flakës (p.sh., ATH).

V. Rezultatet e pritura dhe masat paraprake

• Rezistenca ndaj flakës:Krahasuar me formulën origjinale (TOTM + hipofosfit alumini me përmbajtje të lartë/MCA), kjo formulë e rishikuar (TOTP + raporte të optimizuara P/N/B/Al) duhet të përmirësojë ndjeshëm rezistencën ndaj flakës, veçanërisht në performancën e djegies vertikale dhe shtypjen e tymit. Synoni standarde si CPAI-84 për tendat. Testet kryesore: ASTM D6413 (djegie vertikale).
• Shpërndarja:Super-dispersanti + plastifikuesi i lartë + parapërzierja e optimizuar duhet ta përmirësojë shumë shpërndarjen, duke zvogëluar aglomerimin dhe duke përmirësuar uniformitetin e veshjes.
• Përpunueshmëria:TOTP dhe lubrifikantët e përshtatshëm duhet të sigurojnë përpunim të qetë, por duhet të monitorojnë viskozitetin dhe ngjitjen gjatë prodhimit aktual.
• Kostoja:TOTP dhe super-dispersantët janë të shtrenjtë, por hipofosfiti i aluminit i reduktuar dhe MCA kompensojnë disa kosto. ATH është relativisht me kosto të ulët.

Kujtesa kritike:

• Provat në shkallë të vogël fillimisht!Testojeni në laborator dhe përshtateni bazuar në materialet aktuale (veçanërisht performancën e ATH-së dhe super-dispersantit) dhe pajisjet.
• Përzgjedhja e materialit:
• ATH:Duhet të përdoren lloje ultrafine (D50 ≤2µm) të trajtuara sipërfaqësisht (p.sh., silan). Konsultohuni me furnizuesit për rekomandime të pajtueshme me PVC-në.
• Super-dispersantë:Duhet të përdoren lloje me efikasitet të lartë. Informoni furnizuesit rreth aplikimit (PVC, mbushës inorganikë me ngarkesë të lartë, rezistencë ndaj flakës pa halogjene).
• TOTP:Siguroni cilësi të lartë.
• Testimi:Kryeni teste rigoroze të rezistencës ndaj flakës sipas standardeve të synuara. Vlerësoni gjithashtu rezistencën ndaj plakjes/ujit (kritike për tendat e jashtme!). Stabilizuesit UV dhe antioksidantët janë thelbësorë.

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com