การใช้แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ในแผ่นหน่วงการติดไฟโพลีไวนิลคลอไรด์แบบแข็ง

โพลีไวนิลคลอไรด์ (PVC) เป็นพลาสติกเทอร์โมพลาสติกเอนกประสงค์ ผู้ผลิตใช้กันอย่างแพร่หลายในวัสดุก่อสร้างเนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่ยอดเยี่ยม ทนต่อการกัดกร่อนได้ดี มีคุณสมบัติป้องกันการเสื่อมสภาพ และทนไฟ แม้ว่า PVC แบบแข็งจะมีคุณสมบัติทนไฟได้ดีกว่าวัสดุ PVC แบบอ่อนเนื่องจากมีปริมาณน้อย พลาสติไซเซอร์ นอกจากนี้ ยังต้องปรับปรุงในแง่ของการหน่วงการติดไฟและการดับควัน เนื่องจากพีวีซีมีคลอรีน ซึ่งสามารถผลิตก๊าซกรดที่เป็นอันตรายได้จำนวนมากในระหว่างการเผาไหม้ ราคาที่สูงของสารหน่วงการติดไฟส่วนใหญ่และกระบวนการเตรียมที่ซับซ้อนทำให้การผลิตจำนวนมากทำได้ยาก ดังนั้นจึงมีเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่จะสามารถนำไปใช้ในอุตสาหกรรมได้อย่างแท้จริง สารหน่วงการติดไฟอนินทรีย์ เช่น แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ (MH) ไม่เพียงแต่มีบทบาทในการเสริมแรงเท่านั้น แต่ยังแสดงคุณสมบัติในการดับควันได้ดีอีกด้วย ไอระเหยของน้ำและแมกนีเซียมออกไซด์ที่เกิดจากการสลายตัวมีบทบาทในการหน่วงการติดไฟและการดับควันในเฟสก๊าซและเฟสควบแน่นตามลำดับ

เพื่อศึกษาผลกระทบของระบบหน่วงการติดไฟที่ทำงานร่วมกันซึ่งประกอบด้วยผงแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ GY-3000, HX-3000, GY-6000 และแอนติโมนีไตรออกไซด์ต่อคุณสมบัติเชิงกลและคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของวัสดุ PVC แบบแข็ง นักวิจัยได้ออกแบบสูตรดังแสดงในตารางต่อไปนี้

ตารางสูตรของระบบหน่วงการติดไฟแบบซินเนอร์จิสติกแอนติโมนีไตรออกไซด์และซิงค์ออกไซด์
ส่วนประกอบของสูตร	รหัสสูตร
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
พีวีซี	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100	100
ผงสังกะสี (GY-616)	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50	50
ซิงค์ออกไซด์ GY-3000	-	-	4	8	12	-	-	-	-	-	-
ซิงค์ออกไซด์ HX-3000	-	-	-	-	-	4	8	12	-	-	-
ซิงค์ออกไซด์ GY-6000	-	-	-	-	-	-	-	-	4	8	12
แอนติโมนีไตรออกไซด์	-	5	4	3	2	4	3	2	4	3	2
สังกะสี-แคลเซียม คอมโพสิตสเตบิไลเซอร์	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5	5.5
กรดสเตียริก	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
ขี้ผึ้ง PE	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
ซีพีอี	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6	6
ดีโอพี	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4	4

พารามิเตอร์ทางกายภาพพื้นฐานของสังกะสีออกไซด์ GY-3000, HX-3000, GY-6000
ยี่ห้อ	D50 (ไมโครเมตร)	D97 (ไมโครเมตร)	พื้นที่ผิวจำเพาะ (ตรม./ก.)	ความขาว (°)	ค่าการดูดซึมน้ำมัน (มล./100ก.)
GY-3000	3.538	11.16	12.566	92	34
เอชเอ็กซ์-3000	3.564	11.25	11.864	92	28
GY-6000	1.37	3.596	20.877	95	36

นักวิจัยผสมวัสดุตามสัดส่วนในตารางสูตรและใส่ลงในกระบอกเครื่องอัดรีด จากนั้นเครื่องอัดรีดจะแปรรูปส่วนผสมเป็นแผ่นบาง 5 มม. ที่อุณหภูมิ 180℃-195℃ จากนั้นนักวิจัยจะตัดเป็นแผ่นขนาดที่สอดคล้องกันสำหรับดัชนีออกซิเจน (80 มม. × 10 มม. × 5 มม.), ความหนาแน่นของควัน (25 มม. × 25 มม. × 3 มม.), ความแข็งแรงแรงดึง (150 มม. × 10 มม. × 5 มม.) และตัวอย่างแรงกระแทก (80 มม. × 10 มม. × 5 มม.)

นักวิจัยวัดขนาดอนุภาคและการกระจายตัวของผงโดยใช้เครื่องวิเคราะห์ขนาดอนุภาคแบบเลเซอร์ พวกเขาทดสอบพื้นที่ผิวเฉพาะโดยใช้เครื่องวัดพื้นที่ผิว BET

ความขาว:ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 5950-2008
การดูดซับน้ำมัน:ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน DB/T 5211.15-2014

ผลการทดสอบทดลองมีดังนี้

สูตร	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
ความต้านทานแรงดึง (Mpa)	27.35	28.28	24.71	18.84	25.33	27.88	26.95	27.10	26.02	28.21	28.93
ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทก (Mpa)	3.27	4.55	4.00	3.20	2.81	3.99	3.90	4.13	3.18	4.18	5.43
ดัชนีออกซิเจน LOI (%)	36.80	43.80	46.80	47.60	46.60	46.20	46.40	45.60	45.80	46.80	47.00
ความหนาแน่นควันสูงสุด (%)	93.61	84.98	82.45	75.75	72.48	80.69	84.29	75.48	84.14	89.23	74.64
ระดับความหนาแน่นของควัน	68.25	64.75	63.52	61.97	55.31	62.78	65.48	61.92	67.24	64.41	61.74

ดัชนีออกซิเจน:ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 2406.2-2009
ความหนาแน่นของควัน:ผ่านการทดสอบตามมาตรฐาน GB/T 8627-2007
คุณสมบัติทางกล:คุณสมบัติแรงดึงของพลาสติกและการทดสอบความแข็งแรงต่อแรงกระแทกของคานยื่นดำเนินการตามมาตรฐาน GB/T 1040.1-2006 และมาตรฐาน GB/T 1843-2008

จากตารางจะเห็นได้ว่าความแข็งแรงในการดึงโดยไม่ใช้สารหน่วงไฟอยู่ที่ 27.3 MPa และความแข็งแรงในการดึงของ PVC ที่เติม Sb₂O₃ เพียงอย่างเดียวก็เพิ่มขึ้นเล็กน้อยเป็น 28.3 MPa การเติม MH ลงใน GY-3000 ส่งผลให้ความแข็งแรงในการดึงของผลิตภัณฑ์ลดลงเล็กน้อย ความแข็งแรงในการดึงของ HX-3000 ไม่ลดลง และความแข็งแรงในการดึงของสูตรหมายเลข 5 (ซึ่งแทนที่ Sb₂O₃ 1 ส่วนด้วย MH 4 ส่วน) อยู่ที่ 27.8 MPa ซึ่งบ่งชี้ว่าความเข้ากันได้ของ HX-3000 กับ PVC ได้รับการปรับปรุงหลังจากการบำบัดพื้นผิว จึงทำให้คุณสมบัติเชิงกลดีขึ้น

เมื่อเติม GY-6000 4 ส่วนลงในวัสดุคอมโพสิต MH ความแข็งแรงในการดึงจะลดลง แต่เมื่อปริมาณ MH ที่เติมเพิ่มขึ้น ความแข็งแรงในการดึงจะเพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนถึงจุดสูงสุดที่ 28.9 MPa ซึ่งสูงกว่าสูตรอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด แสดงให้เห็นว่าขนาดอนุภาคที่เล็กลงของ MH จะเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับ PVC ส่งผลให้ประสิทธิภาพในการดึงเพิ่มขึ้น

จากตารางจะเห็นได้ว่าความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกโดยไม่ใช้สารหน่วงไฟอยู่ที่ 3.27 MPa และความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกของ PVC ที่เติม Sb₂O₃ เพียงอย่างเดียวจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเป็น 4.55 MPa การเติม GY-3000 4 ส่วนลงในวัสดุคอมโพสิต MH จะเพิ่มความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกได้มากถึง 4 MPa อย่างไรก็ตาม เมื่อปริมาณเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิตก็จะลดลง ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกของ HX-3000 ที่ใช้งานอยู่เพิ่มขึ้นอย่างมาก โดยอยู่ที่ 4.13 MPa แสดงให้เห็นว่าการเคลือบผิวช่วยปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิต GY-6000 MH แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้นสูงสุด เมื่อเติม MH มากขึ้น ความแข็งแรงในการรับแรงกระแทกจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว โดยอยู่ที่สูงสุด 5.42 MPa ซึ่งสูงกว่าสูตรอื่นๆ อย่างเห็นได้ชัด ซึ่งแสดงให้เห็นว่าขนาดอนุภาคที่ละเอียดกว่าจะนำไปสู่เอฟเฟกต์การเสริมความแข็งแกร่งของไมโครสเฟียร์ที่เพิ่มขึ้น ซึ่งช่วยปรับปรุงความเหนียวในการรับแรงกระแทกได้อย่างมาก

ข้อมูลดัชนีออกซิเจนในตารางแสดงให้เห็นว่าการเติมแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ช่วยปรับปรุงดัชนีออกซิเจนของวัสดุคอมโพสิต PVC ได้อย่างมีนัยสำคัญ การเติม GY-3000 8 ส่วนจะเพิ่มดัชนีออกซิเจนเป็นสูงสุด 47.6% ดัชนีออกซิเจนของ HX-3000 ต่ำกว่าเล็กน้อย ซึ่งอาจเกิดจากผลของสารลดแรงตึงผิวบนพื้นผิวด้านนอก แต่ยังคงสูงกว่า PVC ที่ไม่มีสารหน่วงการติดไฟ การเติม GY-6000 มากขึ้นจะทำให้ดัชนีออกซิเจนเพิ่มขึ้น โดยจะถึงสูงสุด 47%

ข้อมูลการระงับควันแสดงให้เห็นว่าการเพิ่มสารหน่วงไฟช่วยลดระดับความหนาแน่นของควันของวัสดุคอมโพสิต PVC ได้อย่างมาก การใช้ Sb₂O₃ เพียงอย่างเดียวจะลดความหนาแน่นของควันสูงสุดลงเหลือ 85% ในขณะที่ GY-3000 ให้ผลการระงับควันที่ดีที่สุด เมื่อปริมาณของ GY-3000 เพิ่มขึ้น ผลการระงับควันจะดีขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยลดความหนาแน่นของควันขั้นต่ำลงเหลือ 72.5% ผลการระงับควันของ HX-3000 และ GY-6000 ต่ำกว่าของ GY-3000 เล็กน้อย โดยค่าความหนาแน่นของควันสูงสุดขั้นต่ำคือ 75.48% และ 74.64% ตามลำดับ

บทสรุป

จากการศึกษาสมบัติหน่วงการติดไฟ การป้องกันควัน และสมบัติเชิงกลของวัสดุคอมโพสิตแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่มีชนิดและส่วนประกอบต่างกัน สรุปได้ดังนี้

ดัชนีออกซิเจนของวัสดุคอมโพสิต PVC ที่เพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญเมื่อเติมแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ เมื่อเติม GY-3000 8 ส่วน ดัชนีออกซิเจนจะถึงค่าสูงสุด 47.6% ยิ่งเติม GY-6000 มาก ดัชนีออกซิเจนก็จะยิ่งสูงขึ้น โดยดัชนีออกซิเจนสูงสุดถึง 47%

GY-3000 มีประสิทธิภาพในการลดควันที่ดีที่สุด เมื่อปริมาณ GY-3000 ที่เติมเพิ่มขึ้น ประสิทธิภาพในการลดควันก็จะดีขึ้นเรื่อยๆ โดยความหนาแน่นของควันขั้นต่ำจะลดลงเหลือ 72.5% ประสิทธิภาพในการลดควันของ HX-3000 และ GY-6000 ต่ำกว่าของ GY-3000 เล็กน้อย โดยความหนาแน่นของควันขั้นต่ำและสูงสุดจะอยู่ที่ 75.5% และ 74.6% ตามลำดับ

ความแข็งแรงแรงดึงและแรงกระแทกของวัสดุคอมโพสิตที่เติม GY-6000 MH จำนวน 12 ส่วนถือว่าสูงที่สุด โดยอยู่ที่ 28.9 MPa และ 5.4 MPa ตามลำดับ

ติดต่อเรา วันนี้เพื่อรับคำปรึกษาฟรีและโซลูชันที่ปรับแต่งได้ ทีมผู้เชี่ยวชาญของเรามุ่งมั่นที่จะจัดหาผลิตภัณฑ์และบริการคุณภาพสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าให้กับการแปรรูปผงของคุณ

ผงมหากาพย์—ผู้เชี่ยวชาญด้านการแปรรูปผงที่คุณวางใจได้!