Polyvinyl clorua (PVC) là một loại nhựa nhiệt dẻo đa dụng. Các nhà sản xuất sử dụng rộng rãi trong vật liệu xây dựng do tính chất cơ học tuyệt vời, khả năng chống ăn mòn tốt, tính chất chống lão hóa và khả năng chống cháy. Mặc dù PVC cứng có tính chất chống cháy tốt hơn vật liệu PVC mềm do lượng nhỏ chất làm dẻo thêm vào đó, nó vẫn cần được cải thiện về khả năng chống cháy và ngăn khói. Điều này là do PVC có chứa clo, có thể dễ dàng tạo ra một lượng lớn khí axit có hại trong quá trình đốt cháy. Giá cao của hầu hết các chất chống cháy và quy trình chế biến phức tạp của chúng khiến việc sản xuất hàng loạt trở nên khó khăn, vì vậy rất ít chất đạt được công nghiệp hóa thực sự. Các chất chống cháy vô cơ, chẳng hạn như magiê hydroxit (MH), không chỉ đóng vai trò gia cố mà còn thể hiện các đặc tính ngăn khói tốt. Hơi nước và magiê oxit được tạo ra do quá trình phân hủy của nó đóng vai trò chống cháy và ngăn khói tương ứng ở pha khí và pha ngưng tụ.
Để nghiên cứu tác động của hệ thống chống cháy hiệp đồng bao gồm bột magie hydroxit GY-3000, HX-3000, GY-6000 và antimon trioxide lên các đặc tính cơ học và chống cháy của vật liệu PVC cứng, các nhà nghiên cứu đã thiết kế công thức được thể hiện trong bảng sau.
| Bảng công thức của hệ thống chống cháy hiệp đồng Antimony Trioxide và Kẽm Oxide | |||||||||||
| Thành phần công thức | Mã công thức | ||||||||||
| 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | |
| Nhựa PVC | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
| Bột kẽm (GY-616) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 |
| Kẽm Oxit GY-3000 | – | – | 4 | 8 | 12 | – | – | – | – | – | – |
| Kẽm Oxit HX-3000 | – | – | – | – | – | 4 | 8 | 12 | – | – | – |
| Kẽm Oxit GY-6000 | – | – | – | – | – | – | – | – | 4 | 8 | 12 |
| Antimon Trioxide | – | 5 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 | 4 | 3 | 2 |
| Kẽm-Canxi Chất ổn định tổng hợp | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 | 5.5 |
| Axit Stearic | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
| Sáp 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 |
| ĐẠO SƯ | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
| Các thông số vật lý cơ bản của Kẽm Oxit GY-3000, HX-3000, GY-6000 | |||||
| Thương hiệu | D50 (µm) | D97 (µm) | Diện tích bề mặt riêng (m²/g) | Độ trắng (°) | Giá trị hấp thụ dầu (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 |
Các nhà nghiên cứu trộn các vật liệu theo tỷ lệ trong bảng công thức và cho chúng vào thùng máy đùn. Sau đó, máy đùn xử lý hỗn hợp thành các tấm mỏng 5mm ở nhiệt độ 180℃-195℃. Sau đó, các nhà nghiên cứu cắt chúng thành các kích thước tương ứng với chỉ số oxy (80mm×10mm×5mm), mật độ khói (25mm×25mm×3mm), độ bền kéo (150mm×10mm×5mm) và mẫu va đập (80mm×10mm×5mm).
Các nhà nghiên cứu đo kích thước hạt và sự phân bố của bột bằng máy phân tích kích thước hạt laser. Họ kiểm tra diện tích bề mặt riêng bằng máy đo diện tích bề mặt BET.
Độ trắng: Đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 5950-2008.
Hấp thụ dầu: Đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn DB/T 5211.15-2014.
Kết quả thử nghiệm thực nghiệm như sau:
| Công thức | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
| Độ bền kéo (Mpa) | 27.35 | 28.28 | 24.71 | 18.84 | 25.33 | 27.88 | 26.95 | 27.10 | 26.02 | 28.21 | 28.93 |
| Sức mạnh tác động (Mpa) | 3.27 | 4.55 | 4.00 | 3.20 | 2.81 | 3.99 | 3.90 | 4.13 | 3.18 | 4.18 | 5.43 |
| Chỉ số oxy LOI (%) | 36.80 | 43.80 | 46.80 | 47.60 | 46.60 | 46.20 | 46.40 | 45.60 | 45.80 | 46.80 | 47.00 |
| Mật độ khói tối đa (%) | 93.61 | 84.98 | 82.45 | 75.75 | 72.48 | 80.69 | 84.29 | 75.48 | 84.14 | 89.23 | 74.64 |
| Mức độ mật độ khói | 68.25 | 64.75 | 63.52 | 61.97 | 55.31 | 62.78 | 65.48 | 61.92 | 67.24 | 64.41 | 61.74 |
Chỉ số oxy: Đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 2406.2-2009.
Mật độ khói: Đã được thử nghiệm theo tiêu chuẩn GB/T 8627-2007.
Tính chất cơ học: Các thử nghiệm về tính chất kéo dẻo và cường độ va đập của dầm công xôn được thực hiện theo tiêu chuẩn GB/T 1040.1-2006 và tiêu chuẩn GB/T 1843-2008.
Như thấy từ bảng, độ bền kéo không có chất chống cháy là 27,3 MPa, và độ bền kéo của PVC chỉ thêm Sb₂O₃ được cải thiện đôi chút lên 28,3 MPa. Thêm MH vào GY-3000 dẫn đến độ bền kéo của sản phẩm giảm nhẹ. Độ bền kéo của HX-3000 không giảm, và độ bền kéo của công thức số 5 (thay thế 1 phần Sb₂O₃ bằng 4 phần MH) là 27,8 MPa. Điều này cho thấy khả năng tương thích của HX-3000 với PVC được cải thiện sau khi xử lý bề mặt, do đó tăng cường các tính chất cơ học.
Khi thêm 4 phần GY-6000 vào vật liệu composite MH, độ bền kéo giảm, nhưng khi lượng MH thêm vào tăng lên, độ bền kéo tăng dần, đạt mức tối đa là 28,9 MPa. Con số này cao hơn đáng kể so với các công thức khác, cho thấy kích thước hạt nhỏ hơn của MH làm tăng diện tích tiếp xúc với PVC, dẫn đến hiệu suất kéo được cải thiện.
Như có thể thấy từ bảng, độ bền va đập mà không có bất kỳ chất chống cháy nào là 3,27 MPa và độ bền va đập của PVC chỉ thêm Sb₂O₃ tăng đáng kể lên 4,55 MPa. Thêm 4 phần GY-3000 vào vật liệu composite MH làm tăng đáng kể độ bền va đập lên 4 MPa. Tuy nhiên, khi hàm lượng tiếp tục tăng, độ bền va đập của vật liệu composite giảm. Độ bền va đập của HX-3000 hoạt tính tăng đáng kể, đạt 4,13 MPa, cho thấy xử lý bề mặt cải thiện hiệu quả các tính chất cơ học. Độ bền va đập của vật liệu composite GY-6000 MH cho thấy sự gia tăng lớn nhất. Khi thêm nhiều MH hơn, độ bền va đập tăng nhanh, đạt tối đa 5,42 MPa, cao hơn đáng kể so với các công thức khác. Điều này cho thấy kích thước hạt mịn hơn dẫn đến hiệu ứng tôi luyện vi cầu được tăng cường, cải thiện đáng kể độ bền va đập.
Dữ liệu chỉ số oxy trong bảng cho thấy việc bổ sung magiê hydroxit cải thiện đáng kể chỉ số oxy của vật liệu composite PVC. Thêm 8 phần GY-3000 làm tăng chỉ số oxy lên mức tối đa là 47,6%. Chỉ số oxy của HX-3000 thấp hơn một chút. Điều này có thể là do tác động của chất hoạt động bề mặt trên bề mặt ngoài, nhưng vẫn cao hơn PVC không có chất chống cháy. Thêm nhiều GY-6000 hơn, chỉ số oxy tăng lên, đạt mức tối đa là 47%.
Dữ liệu ngăn khói cho thấy việc bổ sung chất chống cháy làm giảm đáng kể mức độ mật độ khói của vật liệu composite PVC. Chỉ sử dụng Sb₂O₃ làm giảm mật độ khói tối đa xuống còn 85%, trong khi GY-3000 cung cấp hiệu quả ngăn khói tốt nhất. Khi lượng GY-3000 tăng lên, hiệu quả ngăn khói của nó tiếp tục được cải thiện, làm giảm mật độ khói tối thiểu xuống còn 72,5%. Hiệu quả ngăn khói của HX-3000 và GY-6000 thấp hơn một chút so với GY-3000, với các giá trị mật độ khói tối thiểu tối đa lần lượt là 75,48% và 74,64%.
Phần kết luận
Qua nghiên cứu khả năng chống cháy, ngăn khói và tính chất cơ học của vật liệu composite magie hydroxit với các loại và thành phần khác nhau, kết luận như sau:
Chỉ số oxy của vật liệu composite PVC khi bổ sung magiê hydroxit được cải thiện đáng kể. Khi bổ sung 8 phần GY-3000, chỉ số oxy đạt tối đa 47,6%. Thêm càng nhiều GY-6000, chỉ số oxy càng lớn, chỉ số oxy tối đa đạt 47%.
GY-3000 có hiệu quả ngăn khói tốt nhất. Khi lượng GY-3000 được thêm vào tăng lên, hiệu quả ngăn khói tiếp tục được cải thiện, với mật độ khói tối thiểu giảm xuống còn 72,5%. Hiệu quả ngăn khói của HX-3000 và GY-6000 thấp hơn một chút so với GY-3000, với mật độ khói tối thiểu lần lượt là 75,5% và 74,6%.
Độ bền kéo và độ bền va đập của vật liệu composite có thêm 12 thành phần GY-6000 MH là cao nhất, đạt lần lượt là 28,9 MPa và 5,4 MPa.
Liên hệ với chúng tôi ngay hôm nay để được tư vấn miễn phí và giải pháp tùy chỉnh! Đội ngũ chuyên gia của chúng tôi tận tâm cung cấp các sản phẩm và dịch vụ chất lượng cao để tối đa hóa giá trị chế biến bột của bạn.
Bột sử thi—Chuyên gia chế biến bột đáng tin cậy của bạn!