Polivinil klorida (PVC) adalah plastik termoplastik serbaguna. Produsen banyak menggunakannya dalam bahan bangunan karena sifat mekaniknya yang sangat baik, ketahanan korosi yang baik, sifat anti-penuaan, dan tahan api. Meskipun PVC kaku memiliki sifat tahan api yang lebih baik daripada bahan PVC lunak karena jumlah kecil bahan pembuat plastik Ditambahkan, masih perlu perbaikan dalam hal penghambat api dan peredam asap. Ini karena PVC mengandung klorin, yang dapat dengan mudah menghasilkan sejumlah besar gas asam berbahaya selama pembakaran. Harga tinggi sebagian besar penghambat api dan proses persiapannya yang rumit membuat produksi massal menjadi sulit, sehingga sangat sedikit yang mencapai industrialisasi sejati. Penghambat api anorganik, seperti magnesium hidroksida (MH), tidak hanya memainkan peran penguat tetapi juga menunjukkan sifat peredam asap yang baik. Uap air dan magnesium oksida yang dihasilkan oleh dekomposisinya memainkan peran penghambat api dan peredam asap dalam fase gas dan fase kondensasi.
Untuk mempelajari efek sistem penghambat api sinergis yang terdiri dari bubuk magnesium hidroksida GY-3000, HX-3000, GY-6000, dan antimon trioksida pada sifat mekanik dan penghambat api dari bahan PVC kaku, para peneliti telah merancang formula yang ditunjukkan dalam tabel berikut.
| Tabel Formulasi Sistem Penghambat Api Sinergis Antimon Trioksida dan Seng Oksida | |||||||||||
| Komponen Formulasi | Kode Formulasi | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| Bahan PVC | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Serbuk Seng (GY-616) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| Seng Oksida GY-3000 | – | – | 4 | 8 | 12 | – | – | – | – | – | – |
| Seng Oksida HX-3000 | – | – | – | – | – | 4 | 8 | 12 | – | – | – |
| Seng Oksida GY-6000 | – | – | – | – | – | – | – | – | 4 | 8 | 12 |
| Antimon Trioksida | – | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 |
| Seng-Kalsium Stabilizer Komposit | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| Asam Stearat | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| Lilin PE | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 0.8 |
| CPE | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
| DOP | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Parameter Fisik Dasar Zinc Oxide GY-3000, HX-3000, GY-6000 | |||||
| Merek | D50 (mikrometer) | D97 (μm) | Luas Permukaan Spesifik (m²/g) | Keputihan (°) | Nilai Penyerapan Minyak (mL/100g) |
| GY-3000 | 3.538 | 11.16 | 12.566 | 92 | 34 |
| HX-3000 | 3.564 | 11.25 | 11.864 | 92 | 28 |
| GY-6000 | 1.37 | 3.596 | 20.877 | 95 | 36 |
Peneliti mencampur bahan-bahan sesuai dengan proporsi dalam tabel formula dan menempatkannya ke dalam tabung ekstruder. Ekstruder kemudian memproses campuran tersebut menjadi lembaran tipis 5 mm pada suhu 180℃-195℃. Kemudian peneliti memotongnya menjadi ukuran yang sesuai untuk sampel indeks oksigen (80mm×10mm×5mm), kepadatan asap (25mm×25mm×3mm), kekuatan tarik (150mm×10mm×5mm), dan impak (80mm×10mm×5mm).
Para peneliti mengukur ukuran partikel dan distribusi serbuk menggunakan alat analisis ukuran partikel laser. Mereka menguji luas permukaan spesifik menggunakan alat pengukur luas permukaan BET.
Putihnya: Diuji sesuai dengan standar GB/T 5950-2008.
Penyerapan minyak: Diuji sesuai dengan standar DB/T 5211.15-2014.
Hasil uji eksperimennya adalah sebagai berikut:
| Rumus | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Kekuatan Tarik (Mpa) | 27.35 | 28.28 | 24.71 | 18.84 | 25.33 | 27.88 | 26.95 | 27.10 | 26.02 | 28.21 | 28.93 |
| Kekuatan Dampak (Mpa) | 3.27 | 4.55 | 4.00 | 3.20 | 2.81 | 3.99 | 3.90 | 4.13 | 3.18 | 4.18 | 5.43 |
| Indeks Oksigen LOI (%) | 36.80 | 43.80 | 46.80 | 47.60 | 46.60 | 46.20 | 46.40 | 45.60 | 45.80 | 46.80 | 47.00 |
| Kepadatan Asap Maksimum (%) | 93.61 | 84.98 | 82.45 | 75.75 | 72.48 | 80.69 | 84.29 | 75.48 | 84.14 | 89.23 | 74.64 |
| Tingkat Kepadatan Asap | 68.25 | 64.75 | 63.52 | 61.97 | 55.31 | 62.78 | 65.48 | 61.92 | 67.24 | 64.41 | 61.74 |
Indeks oksigen: Diuji sesuai dengan standar GB/T 2406.2-2009.
Kepadatan asap: Diuji sesuai dengan standar GB/T 8627-2007.
Sifat mekanik: Uji sifat tarik plastik dan kekuatan impak balok kantilever dilakukan sesuai dengan standar GB/T 1040.1-2006 dan standar GB/T 1843-2008.
Seperti yang terlihat dari tabel, kekuatan tarik tanpa penghambat api adalah 27,3 MPa, dan kekuatan tarik PVC dengan penambahan Sb₂O₃ saja sedikit meningkat menjadi 28,3 MPa. Penambahan MH ke GY-3000 menghasilkan sedikit penurunan kekuatan tarik produk. Kekuatan tarik HX-3000 tidak menurun, dan kekuatan tarik formula No. 5 (yang mengganti 1 bagian Sb₂O₃ dengan 4 bagian MH) adalah 27,8 MPa. Ini menunjukkan bahwa kompatibilitas HX-3000 dengan PVC meningkat setelah perlakuan permukaan, sehingga meningkatkan sifat mekanis.
Bila 4 bagian GY-6000 ditambahkan ke material komposit MH, kekuatan tariknya menurun, tetapi seiring bertambahnya jumlah MH yang ditambahkan, kekuatan tariknya meningkat secara bertahap, mencapai maksimum 28,9 MPa. Ini jauh lebih tinggi daripada formula lain, yang menunjukkan bahwa ukuran partikel MH yang lebih kecil meningkatkan area kontaknya dengan PVC, yang menghasilkan peningkatan kinerja tarik.
Seperti yang terlihat dari tabel, kekuatan impak tanpa penghambat api adalah 3,27 MPa, dan kekuatan impak PVC dengan penambahan Sb₂O₃ saja menjadi 4,55 MPa secara signifikan. Penambahan 4 bagian GY-3000 ke material komposit MH sangat meningkatkan kekuatan impak hingga 4 MPa. Namun, seiring dengan peningkatan konten, kekuatan impak material komposit menurun. Kekuatan impak HX-3000 aktif meningkat secara signifikan, mencapai 4,13 MPa, yang menunjukkan bahwa perlakuan permukaan secara efektif meningkatkan sifat mekanis. Kekuatan impak material komposit GY-6000 MH menunjukkan peningkatan terbesar. Dengan lebih banyak MH yang ditambahkan, kekuatan impak meningkat dengan cepat, mencapai maksimum 5,42 MPa, yang secara signifikan lebih tinggi daripada formula lainnya. Ini menunjukkan bahwa ukuran partikel yang lebih halus menghasilkan efek pengerasan mikrosfer yang ditingkatkan, sangat meningkatkan ketangguhan impak.
Data indeks oksigen dalam tabel menunjukkan bahwa penambahan magnesium hidroksida secara signifikan meningkatkan indeks oksigen dari material komposit PVC. Penambahan 8 bagian GY-3000 meningkatkan indeks oksigen hingga maksimum 47,6%. Indeks oksigen HX-3000 sedikit lebih rendah. Hal ini mungkin disebabkan oleh efek surfaktan pada permukaan luar, tetapi masih lebih tinggi daripada PVC tanpa penghambat api. Penambahan lebih banyak GY-6000, indeks oksigen meningkat, mencapai maksimum 47%.
Data penekanan asap menunjukkan bahwa penambahan penghambat api secara signifikan mengurangi tingkat kepadatan asap dari material komposit PVC. Penggunaan Sb₂O₃ saja menurunkan kepadatan asap maksimum menjadi 85%, sedangkan GY-3000 memberikan efek penekanan asap terbaik. Seiring bertambahnya jumlah GY-3000, efek penekanan asapnya terus membaik, mengurangi kepadatan asap minimum menjadi 72,5%. Efek penekanan asap dari HX-3000 dan GY-6000 sedikit lebih rendah daripada GY-3000, dengan nilai kepadatan asap maksimum minimum masing-masing sebesar 75,48% dan 74,64%.
Kesimpulan
Dengan mempelajari sifat tahan api, peredam asap, dan sifat mekanik dari bahan komposit magnesium hidroksida dengan berbagai jenis dan komponen, maka diperoleh kesimpulan sebagai berikut:
Indeks oksigen dari material komposit PVC dengan penambahan magnesium hidroksida meningkat secara signifikan. Ketika ditambahkan 8 bagian GY-3000, indeks oksigen mencapai maksimum 47,6%. Semakin banyak GY-6000 yang ditambahkan, semakin besar indeks oksigennya, dengan indeks oksigen maksimum mencapai 47%.
GY-3000 memiliki efek peredam asap terbaik. Seiring dengan bertambahnya jumlah GY-3000 yang ditambahkan, efek peredam asap terus membaik, dengan kepadatan asap minimum turun menjadi 72,5%. Efek peredam asap HX-3000 dan GY-6000 sedikit lebih rendah daripada GY-3000, dengan kepadatan asap minimum maksimum masing-masing 75,5% dan 74,6%.
Kekuatan tarik dan kekuatan impak bahan komposit dengan penambahan 12 bagian GY-6000 MH merupakan yang tertinggi, masing-masing mencapai 28,9 MPa dan 5,4 MPa.
Hubungi kami hari ini untuk konsultasi gratis dan solusi yang disesuaikan! Tim ahli kami berdedikasi untuk menyediakan produk dan layanan berkualitas tinggi guna memaksimalkan nilai pemrosesan bubuk Anda.
Bubuk Epik—Pakar Pengolahan Bubuk Tepercaya Anda!