สารประกอบชนิดไตรอะซีนและการประยุกต์ใช้ในระบบสารหน่วงไฟแบบพองตัวปราศจากฮาโลเจน
ไตรอะซีนเป็นสารประกอบอินทรีย์ที่มีไนโตรเจนเป็นองค์ประกอบ ซึ่งรวมถึงไอโซเมอร์สามชนิดดังต่อไปนี้: 1,3,5-ไตรอะซีน, 1,2,4-ไตรอะซีน และ 1,2,3-ไตรอะซีน ในบรรดาสารเหล่านี้ 1,3,5-ไตรอะซีนเป็นชนิดที่พบได้บ่อยที่สุด สารประกอบเช่นเมลามีนและเมลามีนไซยานูเรตจัดอยู่ในกลุ่มสารประกอบชนิดไตรอะซีน ประสิทธิภาพของสารประกอบชนิดไตรอะซีนในการหน่วงไฟได้รับการยอมรับในตลาดและกลายเป็นประเด็นหลักในการวิจัยในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา
สารประกอบชนิดไตรอะซีนอุดมไปด้วยโครงสร้างคาร์บอนตติยภูมิ ซึ่งให้คุณสมบัติในการก่อตัวของถ่านที่ดีเยี่ยม มีความเสถียรทางเคมี สลายตัวเมื่อถูกความร้อนสูงกว่า 150°C ในกรดซัลฟิวริกเข้มข้น ทำหน้าที่เป็นพรีโพลิเมอร์สำหรับโอลิโกเมอร์และโพลิเมอร์จำนวนมาก สามารถสังเคราะห์เป็นสารประกอบที่มีน้ำหนักโมเลกุลค่อนข้างสูงได้ง่าย ซึ่งสอดคล้องกับแนวโน้มการพัฒนาของเทคโนโลยีสารหน่วงไฟชนิดแมโครโมเลกุล
สารหน่วงไฟชนิดไตรอะซีน ได้แก่ เมลามีน (MEL) และเกลือของเมลามีน, เมลามีนไซยานูเรต (MCA) และอนุพันธ์ของมัน รวมถึงกรดไซยานูริกและอนุพันธ์ของมัน บทความนี้เน้นที่สารประกอบชนิดไตรอะซีนชนิดใหม่และการประยุกต์ใช้ในระบบสารหน่วงไฟแบบพองตัวปราศจากฮาโลเจน (IFR)
การใช้ส่วนผสมของน้ำมันไซโคลแอลเคนดัดแปลง SEBS และโพลิโพรพิลีน (O-SEBS/PP) เป็นเมทริกซ์ สารหน่วงไฟแบบพองตัวถูกสร้างขึ้นโดยการรวมสารก่อตัวของถ่านชนิดไตรอะซีน (CFA), แอมโมเนียมโพลีฟอสเฟต (APP) และ SiO₂ เพื่อหน่วงไฟระบบ O-SEBS/PP ระบบ IFR เพียงอย่างเดียวไม่เพียงพอที่จะจัดการกับคุณสมบัติการหน่วงไฟของวัสดุ O-SEBS/PP ระบบ O-SEBS/PP/IFR ที่มีการเติม IFR 35% โดยน้ำหนัก ทำได้เพียงระดับ UL94 V-1 (ความหนา 1.6 มม.) เมื่อ IFR ถูกรวมกับอะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) ในอัตราส่วนมวล 8:1 เพื่อหน่วงไฟ O-SEBS/PP วัสดุ O-SEBS/PP/FR ที่มีปริมาณสารเติมแต่งทั้งหมด 28% โดยน้ำหนักและความหนา 1.6 มม. ได้รับระดับ UL94 V-0 พารามิเตอร์ต่างๆ เช่น อัตราการปล่อยความร้อนสูงสุด (PHRR) และการปล่อยความร้อนทั้งหมด (THR) ลดลงอย่างมีนัยสำคัญ
ผลลัพธ์บ่งชี้ว่าคอมโพสิต O-SEBS/PP นั้นยากต่อการหน่วงไฟโดยธรรมชาติ และ IFR เพียงอย่างเดียวแสดงประสิทธิภาพต่ำสำหรับระบบนี้
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงไฟของ IFR ในระบบนี้ ได้มีการนำอะลูมิเนียมไฮโปฟอสไฟต์ (AHP) มาใช้ คอมโพสิต O-SEBS/PP ที่หน่วงไฟมีเรซินเมทริกซ์ประมาณ 69% ซึ่งประกอบด้วย SEBS 46% (มีการขยายน้ำมัน 50%) และ PP 23% ปริมาณสารเติมแต่งสารหน่วงไฟทั้งหมด (IFR + AHP) คือ 30% ภายในนี้ อัตราส่วนมวลของ CFA ต่อ APP ถูกรักษาไว้ที่ 1:4 การเติม SiO₂ คือ 5% ของมวล IFR และส่วนที่เหลือประกอบด้วยอัตราส่วนมวลที่แตกต่างกันของ AHP และ IFR สารต้านอนุมูลอิสระ 1010 และสังกะสีสเตียเรตถูกเติมในปริมาณ 0.5% แต่ละชนิด
ข้อมูลเกี่ยวกับประสิทธิภาพการหน่วงไฟของคอมโพสิต O-SEBS/PP ที่มีอัตราส่วนมวล AHP:IFR ที่แตกต่างกันแสดงให้เห็นว่าเมื่อสัดส่วนของ IFR เพิ่มขึ้น ดัชนีออกซิเจนจำกัด (LOI) ของวัสดุจะเพิ่มขึ้นก่อนแล้วจึงลดลง สูตรทั้งหมดผ่านระดับ UL94 V-0 (1.6 มม.) เมื่ออัตราส่วนมวลของ AHP ต่อ IFR เป็น 1:8 คอมโพสิตได้ค่า LOI สูงสุดที่ 34.8% และเวลาการเผาไหม้ในแนวตั้ง 1.5 วินาที ซึ่งบ่งชี้ว่าเป็นอัตราส่วนที่ดีที่สุดระหว่าง AHP และ IFR