ทําไมการยับยั้งลมไฟจึงยากต่อ PE กว่า PP?

ทําไมการยับยั้งลมไฟจึงยากต่อ PE กว่า PP?

หลายคนเชื่อว่าการยับยั้งลมไฟ เป็นเรื่องง่ายๆ หรือว่ายับยั้งลมไฟแบบเดียวกัน สามารถใช้ได้สําหรับพอลิโอเลฟินสับสราตที่คล้ายกันการยับยั้งลมไฟซับซ้อนกว่าที่เราคิดวันนี้เราจะดําเนินการในปริศนาคลาสสิก: ทําไมเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงเพลิงและทําไมการบรรจุของสารยับยั้งลมในกระเพาะเพลิงมักจะสูงขึ้นใน PE กว่าใน PP?

คําตอบอยู่ที่โครงสร้างเชือกโมเลกุล ที่ดูเหมือนจะคล้ายกัน แต่แตกต่างกันจากเดิม

I. ดู เหมือน เป็น "พี่น้อง ใกล้ชิด" แต่ จริงๆ แล้ว เป็น "ครอบครัว ที่ แตกต่าง กัน"

ในทางเคมี ทั้งโพลีเอเธลีน (PE) และโพลีโปรพีเลน (PP) เป็นส่วนหนึ่งของครอบครัวโพลีโอเลฟิน ซึ่งประกอบด้วยคาร์บอนและไฮโดรเจนเท่านั้นการจัดเรียงของโซ่โมเลกุลของพวกมัน กําหนด "บุคลิกภาพ" ของพวกมันที่แตกต่างกันมากในไฟ.

1.1 โพลีเอธีลีน (PE):โครงสร้างของมันคือโซ่คาร์บอนไฮโดรเจนยาวที่เรียบง่ายที่สุด ซึ่งประกอบด้วยหน่วยเมธีเลนที่ซ้ําซ้ําไม่ถ้วน (-CH2-) โครงสร้างนี้เป็นระบบปกติอย่างมาก และโซ่โมเลกุลมีความยืดหยุ่นเหมือนเทียนที่บรรจุไว้อย่างแน่น."
1.2 โพลีโปรพีเลน (PP):สายคาร์บอนของ PP มีกลุ่มข้างเมธีล (-CH3) ที่แขวนอยู่บนอะตอมคาร์บอนอื่น ๆ. การมีกลุ่มเมธีลนี้นําอะตอมคาร์บอนชั้นสามจํานวนมากไปตามโซ่โมเลกุล PP.

กลุ่มข้างเมธีลเล็ก ๆ นี้เป็นเส้นแบ่งความยากลําบากในการยับยั้งไฟ

II. "ความแตกต่างในเวลา" ในการละลายทางความร้อน: "การช่วย" ของ PP VS "การกระทําเดี่ยว" ของ PE

การยับยั้งลมไฟโดยพื้นฐานคือการแข่งขันกับเวลากับไฟ โดยเฉพาะสําหรับปัจจุบัน mainstreamการปรับสมาธิ: เมื่อพลาสติกเริ่มย่อยสลาย ผ่อนเพลิงก็ต้องย่อยสลายพร้อมกัน ทั้งคู่ทํางานร่วมกันเพื่อสร้างชั้นถ่านหินที่มีขุมขวาง ที่กันออกซิเจนและความร้อน

2.1 อุณหภูมิเริ่มต้นที่ไม่ตรงกัน

• พีพี's "Assist":เนื่องจากมีอะตอมคาร์บอนอันดับสามอะตอมไฮโดรเจนที่ติดกับมัน (ไฮโดรเจนอันดับสาม) ไม่มั่นคงมากเมื่อถูกทําความร้อนและถูกถอดออกง่ายทําให้ PP มีอุณหภูมิเริ่มต้นการละลายทางความร้อนที่ค่อนข้างต่ําโดยปกติจะเริ่มลดลง250 °Cโดยบังเอิญ, นี้ตรงกันอย่างสมบูรณ์แบบกับอุณหภูมิการเปิดใช้งานของระบบ IFR ส่วนใหญ่ (เช่น APP / PER). ตัวอย่างเช่น, APP ยังแยกออกในช่วง 250-260 ° C.นี่ทําให้ความเหมาะสมกับอุณหภูมิการละลายของ PPเมื่อ PP เริ่มละลาย และกําลังจะ "เลี้ยงไฟ" ยาลดลมไฟก็เริ่มทํางานด้วย คว้าเสรีราดิกอลและส่งเสริมการสร้างคาร์นี่คือเหตุผลว่าทําไมแม้แต่ปริมาณน้อยของ V-2 เรตติ้งเพลิง (1-2%) สามารถทําลายความสมดุลการเผาไหม้ของ PP และบรรลุการดับตัวเองเมื่อการกําจัดจากไฟ.
• เพลง "Solo Act" ของ PE:PE มีโครงสร้างที่มั่นคงมาก ไม่มีไฮโดรเจนชั้นสามที่ไม่มั่นคง330°C ขึ้นไปนั่นหมายความว่าเมื่อคุณจุดไฟ PE, ป้องกันไฟอาจยังคง "หลับ" ในขณะที่ PE ได้มีการย่อยสลายอย่างหนักแล้ว, ปล่อยปล่อยก๊าซที่เผาไหม้จํานวนมากในเวลาที่สารยับยั้งไฟจะเริ่มทํางานผ่อนเพลิงไฟได้เติบโตขึ้นอย่างมีนัยสําคัญแล้ว "ความช้าเวลา" นี้ทําให้การบรรจุลดเพลิงไฟที่ต่ําเกือบจะไม่มีประสิทธิภาพใน PE

2.2 โลกต่างกันในแนวโน้มการเผาไหม้

• ความสามารถในการเผาไหม้:เนื่องจากโครงสร้างที่ขาออกของ PP มีแนวโน้มเล็กน้อยไปยังการหมุนเวียนหรือการเชื่อมต่อกันระหว่างการเผาไหม้ (แม้ว่าจะอ่อนแอ)ให้พื้นฐาน "กระดูก" ขั้นต่ําสําหรับการสร้างชั้นถ่านหินในกระดูก.
• ปัญหาของ PE:ณ อุณหภูมิสูง PE เกือบทั้งหมดจะผ่านการแยกโซ่สุ่ม ผลิตภัณฑ์การละลายของมันเกือบทั้งหมดเป็นโอเลฟินและอัลแคลนที่ลุกลุกโดยไม่เหลือซากความยากลําบากในการบังคับวัสดุที่ "ไม่ต้องการการเผาไหม้" เพื่อสร้างชั้นหนา, ภายในไม่ดี.ยับยั้งไฟแบบปกติต้องพึ่งพาการอภิปรายที่สูงขึ้น, ใช้แหล่งกรดและแหล่งคาร์บอนของตัวเองเพื่อบรรลุเป้าหมายการเผาไหม้

III. "ผลิตแรงโหด" ของความร้อนของการเผาไหม้

นอกเหนือจากความแตกต่างในปฏิกิริยาเคมี ยังมีความแตกต่างที่น่าสังเกตในคุณสมบัติการเผาไหม้ทางกายภาพของพวกเขา

• ความร้อนของการเผาไหม้สําหรับ PE (ประมาณ45.9 MJ/kg) มากกว่าของ PP (ประมาณ440.0 MJ/kg)
• ถึงแม้ว่าความแตกต่างจะไม่ใหญ่นัก แต่ PE จะปล่อยความร้อนกลับคืนมากขึ้น ระหว่างการเผาไหม้อย่างต่อเนื่องนี้ต้องการที่ระบบ retardant เพลิงมีคุณสมบัติหนาหนาแข็งแกร่งเพื่อป้องกันความร้อนจากอาหารกลับสู่พอลิมเมอร์และการสร้างก๊าซที่เผาไหม้มากขึ้นปัจจัยนี้ไม่น่าสงสัย การกําหนดความต้องการที่สูงขึ้นสําหรับความหนาและคุณภาพของชั้น char intumescent ส่งผลโดยตรงไปยังความต้องการในการอัดลมไฟที่สูงขึ้นใน PE

IV. "หลุมลอก" ของน้ําเหลืองหลอม

นี่คือปัจจัยที่มักถูกมองข้าม แต่มันสําคัญมากในความสามารถในการยับยั้งไฟ V-2

4.1 ปริมาณของ PP คือ "อัตราการหลั่ง":กลไกหลักของการจัดอันดับ V-2 คือ "การหลั่งหลอม" กล่องหลอมที่นําความร้อนออกไปจากบริเวณเผาไหม้ PP มีความแน่นของหลอมที่ปานกลางระหว่างการเผาไหม้ทําให้มันสามารถสร้างน้ําตกลงอย่างรวดเร็วที่นําความร้อนของไฟออกไปจากวัสดุหลัก.
4.2 "ไฟไหล" ของ PE:PE มีความแข็งแกร่งในการละลายที่ต่ํากว่าและความเหลวไหลที่สูงกว่า แต่อัตราการเผาไหม้ของมันเร็ว และเมื่อการละลายที่เผาไหม้ไหลมันมักจะไม่ไหลสะอาด แต่ไหลลงในขณะที่ยังเผาไหม้นี้สามารถง่าย ๆ ไฟไหม้ผ้าปูนด้านล่างในการทดสอบตั้ง, หรือสร้าง "ไฟไหล" ในการทดสอบเผาไหม้แนวราบ, ที่จริงเร่งการแพร่กระจายไฟ.

V. สรุป

กลับไปที่คําถามแรก ทําไมสารยับยั้งไฟเดียวกันจึงมีผลงานแตกต่างกันใน PP และ PE

สาเหตุหลักอยู่ที่ปฏิกิริยาเรียงลําดับที่ถูกกระตุ้นโดยกลุ่มข้างเมธีลเดียวอุณหภูมิการละลายที่ต่ํากว่า, ทําให้มันพร้อมกับสารยับยั้งไฟ; มันให้ PP aความกระชับกระชับกระชับกระชับกระชับ; และมันมอบให้ PPความแน่นของละลายที่เหมาะสมกว่าสําหรับการไหลน้ําที่มีประโยชน์

PE ในทางกลับกันเป็นไฮโดรคาร์บอนเชือกตรงที่มีโครงสร้างที่สมบูรณ์แบบความมั่นคงและการปล่อยความร้อนสูงซึ่งทําให้มันต้องมี"หนักกว่า แรงกว่า"การปรับปรุงความอ่อนเพลิงนี่อธิบายว่าทําไมความอ้วนของสารยับยั้งลมใน PE จึงสูงกว่าใน PP.

การยับยั้งลมไฟไม่เคยเป็นกระบวนการผสมผสานทางกายภาพที่ง่ายดาย มันเป็นการเล่นที่ซับซ้อนการปรับความละเอียดตามโครงสร้างโมเลกุลการเข้าใจสิ่งนี้อาจนํามุมมองทางวิทยาศาสตร์มากขึ้นไปยังการบรรจุสารเพิ่มเติมที่ดูเหมือน "เกิน"