| عنوان فارسی مقاله: | تاثیر پودر لاستیک ریز کاملا ولکانیزه شده UFPR بر روی ویژگی های پلی پروپیلن غیر متورم تاخیرانداز آتش |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Effect of Ultrafine Full-Vulcanized Powdered Rubber on the Properties of the Intumescent Fire Retardant Polypropylene |
| دانلود مقاله انگلیسی: | برای دانلود رایگان مقاله انگلیسی با فرمت pdf اینجا کلیک نمائید |
| سال انتشار | 2012 |
| تعداد صفحات مقاله انگلیسی | 13 صفحه |
| تعداد صفحات ترجمه مقاله | 15 صفحه |
| مجله | ماکرومولکولی علوم و فیزیک |
| دانشگاه | لندن |
| کلمات کلیدی | کشیدگی در نقطه ی شکست، مواد غیر متورم تأخیر انداز آتش، ویژگی‌های مکانیکی، خاصیت روانی مذاب، پلی پروپیلن، UFPR |
| نشریه | Taylor & Francis |
فهرست مطالب:
چکیده
مقدمه
آزمایشگاهی
مواد
فرایند پردازش و فرمول بندی
تست آتش
آنالیز ترموگرویمتری
آزمایش کشیدگی
آزمایش خاصیت روانی مذاب
آزمایش SEM
نتایج و بحث‌ها
تست آتش
رفتار گرمایی
ویژگی‌های مکانیکی
رفتار روانی مذاب
ساختارهای میکرو مروبوط به ترکیبات
نتایج
تقدیر و تشکر
بخشی از ترجمه:
مقدمه
در سال‌های اخیر، پلی پروپیلن به طور گسترده‌ای در ماشین‌ها، مواد معماری، وسایل الکترونیکی، و دیگر کاربردها استفاده شده‌اند و این به دلیل هزینه پایین آن‌ها، دانسیته پایین آن‌ها، ویژگی‌های مکانیکی خوب آن‌ها، فرایند پردازش آسان آن‌ها، و … می‌باشد. ولی به دلیل شاخص محدودکننده اکسیژن (LOI) مربوط به پلی پروپیلن خالص، که فقط ۱۷٫۴ می‌باشد، این ماده ماده‌ای آتش گیر می‌باشد. مواد پلی پروپیلن تأخیرانداز آتش بر پایه هالوژن در گذشته استفاده شده‌اند، ولی محققین متوجه شده‌اند که مواد هالوژن یک ماده سمی می‌باشند؛ عموماً، این مواد در هنگام سوختن اسیدهای هالوژن و هالیدهای فلزی از خود آزاد می‌کنند، و تولیدی گازهای سمی و دودهای خورنده را افزایش می‌دهند [۱]. بنابراین، مواد تأخیرانداز آتش که دارای مواد هالوژن نباشند، برای ترکیبات پلی پروپیلن بسیار مهم گشته‌اند.
هیدروکسیدهای فلزی تأخیرانداز آتش و IFR به طور گسترده‌ای در پلیمرها به عنوان مواد تأخیرانداز آتش که دارای هالوژن نمی‌باشند، مورد استفاده قرار گرفتند، IFR در ماتریس پلی پروپیلن به عنوان یک تأخیرانداز متدوال آتش که دارای هالوژن نمی‌باشد، مورد استفاده قرار گرفته است. این ماده دارای ۳ ذره ی فعال می‌باشد: یک منبع اسیدی به عنوان کاتالیست، یک ترکیب کربن دار، و یک عامل ضربه . معمولاً آمونیوم پلی¬فسفات (APP) به عنوان منبع اسید و عامل ضربه و پنتااری ثریتول (PER) به عنوان ترکیب کربن دار استفاده شده‌اند [۲]. از طرف دیگر، انتخاب یک نسبت مناسب از APP و PER و اضافه کردن مخلوط به پلی پروپیلن می‌تواند به طور چشمگیری ویژگی تأخیراندازی آتش را بهبود ببخشد. ولی از طرف دیگر، IFR ویژگی‌های مکانیکی و خاصیت روانی مذاب مربوط به ماتریس PP را کاهش می‌دهد.
ماده ی PER یک ترکیب کربن دار مهم می‌باشد، و این به دلیل محتوی هیدروکسی بالای آن می‌باشد. علاوه‌بر این، استفاده از پلی آمید ۶ (PA6) به عنوان جایگزین برای PER به همراه APP نشان داده شده است که در ترکیب PP موفقیت‌آمیز می‌باشد [۳]. برای اینکه یک عامل کربن دار به یک ماده غیرمتورم تأخیرانداز آتش تبدیل شود، ترکیب بایستی هیدروکسیل بالا و محتوی کربن بالایی داشته باشد، از قبیل PER و یا دیگر کربنایزرها ، و فعالیت کاتالیستی را کربونیفای کند، از قبیل PA6، که یک لایه چند سلولی متورم ایجاد می‌کند تا از گسترش آتش و گرما جلوگیری کند آن‌هم در زمانی که ماده¬ی رزینی می‌سوزد. در واقعیت، برخی از لاسیک‌ها همین نقش را مانند PA6 بر حسب محتوی کربن و مواد تاخیرانداز آتش بازی می‌کنند و این به دلیل ساختار حلقوی بنزن آن ها می‌باشد [۴]، این ماده در برخی از رزین های خاموش کننده آتش از قبیل پلی فنیلین اکسید [۵] و پلی (سولفونیل دی فنیلین پنتیل فسفونیت) [۶] وجود دارد و ویژگی تأخیراندازی آتش آن‌ها را افزایش می‌دهد. بنابراین، امید است که لاستیک استایرن-بوتادین (SBR) یک تاثیر فزاینده با IFR داشته باشد و ویژگی تأخیراندازی آتش مربوط به ترکیب را بهبود ببخشد. در هر حال، لاستیک معمولی برای فرایند پردازش با پلی پروپیلن مناسب نمی‌باشد، از قبیل اکستروژن و تزریق قالبی، و این به دلیل درجه بالا ولکانیده شدن آن‌ها می‌باشد.
نتایج:
نشان داده شده است که اضافه کردن UFPR تأخیراندازی آتش و رفتار گرمایی ترکیبات PP/IFR/UFPR را به مقدار کمی کاهش می‌دهد. با این وجود، اضافه کردن محتوی UFPR در مقادیر کمتر از 2 phr به ترکیب PP/IFR/UFPR اجازه می‌دهد تا درجه بندی تستهای UL94 V-0(3.2 mm) و UL94 V-1(1.6 mm) را پاس کند و باعث می‌شود که نمودارهای TG فقط یک کاهش کمی در سطح اتلاف وزنی اصلی داشته باشند. زمانی که محتوی ماده UFPR کمتر از 1 phr باشد، تأخیراندازی آتش ترکیبات کاهش پیدا نمی‌کند و مقدار LOI ترکیبات 32 باقی می‌ماند.
اضافه کردن ماده UFPR می‌تواند ویژگی‌های مکانیکی مربوط به خاصیت روانی ترکیبات PP/IFR/UFPR را بهبود ببخشد. کشیدگی در نقطه ی شکست و خاصیت روانی مذاب در نرخ‌های پایین برش بهتر از حالت مشابه در ترکیبات PP/IFR و مقادیر بالاتری داشته است آن‌هم در زمانی که محتوی UFPR برابر با 0.5 phr بوده است. درهرحال، مقادیر کاهش پیدا می‌کند آن‌هم در زمانی که محتوی UFPR بیشتر از 0.5 phr بوده است. یک مدل فنری می‌تواند این دلیل را توضیح دهد که چرا ویژگی‌های مکانیکی و خاصیت روانی ترکیبات بیشترین مقدار بوده‌اند آن‌هم در زمانی که 0.5 phr از ماده UFPR اضافه شده است.
بخشی از مقاله انگلیسی:
Introduction
In recent years, polypropylene (PP) has been widely used in cars, architectural materials,electronic cases, and other applications because of its low cost, low density, fine mechanicalproperties, easy processing, etc. But the limiting oxygen index (LOI) of pure PP is only17.4; it is a flammable material. Halogen based fire retardant PP has been used in the past,but researchers have found that the halogen is a noxious material; generally, they evolvehalogen acids and metal halides on burning, and increase the formation of toxic gases andcorrosive smoke.[1] Therefore, halogen-free fire retardants are becoming more and moreimportant for PP.Metallic hydroxide fire retardants and intumescent fire retardants (IFR) are widelyused in polymers as halogen-free fire retardants, nowadays. IFR has been used in PP matrixas a conventional halogen-free fire retardant. It contains three active ingredients: an acidsource as a catalyst, a carbonization compound, and a blowing agent. Usually, ammoniumpolyphosphate (APP) has been used as acid source and blowing agent and pentaerythritol(PER) as the carbonization compound.[2] On the one hand, selecting an appropriate ratio of APP and PER and adding the mixture into polypropylene can effectively improve the fireretardance of compound. But on the other hand, IFR decreases the mechanical propertiesand flowability of PP matrix.PER is an important carbonization compound due to its high hydroxy content. Moreover,using Polyamide 6 (PA6) to replace PER as a carbonization agent in association withAPP was shown to be successful in the PP system.[3] To become a carbonization agent in anintumescent fire retardant, a compound must have high hydroxyl and carbon content, such asPER or other carbonizer, and carbonifying catalytic activity, such as PA6, forming a swollenmulticellular char layer to prevent expansion of fire and heat when the resin burns. Actually,some rubbers play the same role as PA6 in terms of carbon content and fire retardant synergistbecause of their benzene ring structure,[4] the latter exists in some self-extinguishingresins such as polyphenylene oxide[5] and poly(sulfonyldiphenylene phenylphosphonate),[6]and increases their fire retardancy. Therefore, it was hoped that styrene-butadiene rubber(SBR) would have a synergistic effect with IFR and improve fire retardancy of the composite.However, ordinary rubber is not fit for processing with PP, such as by extrusion andinjection molding, because of its high degree of vulcanization.In this paper, a new form of SBR was used in the form of ultrafine full-vulcanizedpowdered rubber (UFPR) produced by a special method.[7] It has previously been reportedto have been used in polyvinyl chloride,[8,9] polystyrene,[10] PA6,[11] and other polymermatrices[12,13] to increase the toughness and other mechanical properties. In addition, Gui[14]found that UFPR had a synergistic effect on fire retardancy with magnesium hydroxide inEVA. However, there has been no report about the fire retardancy and mechanical propertiesof PP/UFPR/IFR composites.The synergistic effects of UFPR on the fire retardance, mechanical properties, and meltflowability in PP/IFR composites are described in this paper.Various amounts ofUFPR wereadded to the composites and the fire retardancy, thermogravimetric analysis, mechanicalproperties, melt flowabilities, and morphologies of the composites were observed.ExperimentalMaterialsPP (T30S) with a melt flow rate (MFR) of 2.5 g/10 min (230◦C/2.16 kg) and 1.9 g/10min (190◦C/2.16 kg) was supplied as powder by Phoenix Petrochemical Company,Wuhan,China. Ammonium polyphosphate (APP), (NH4PO3)n, n ≥ 1000, average particle size lessthan 10 μm) with a density of 1.9 g/cm3 and bulk density of 4.1 g/L was supplied by YaxinChemical Material Company Ltd., Guangzhou, China. Pentaerythritod with the densityof 1.9 g/cm3 and bulk density of 7.7 g/L was supplied by Perstorp Specialty ChemicalsAB, Sweden. Ultrafine full-vulcanized powdered rubber (UFPR, SBR, with the density of1.3 g/cm3, bulk density of 1.5 g/L and average particle size less than 0.2 μm) was suppliedby SINOPEC Beijing Research Institute of Chemical Industry.
| عنوان فارسی مقاله: | تاثیر پودر لاستیک ریز کاملا ولکانیزه شده UFPR بر روی ویژگی های پلی پروپیلن غیر متورم تاخیرانداز آتش |
| عنوان انگلیسی مقاله: | Effect of Ultrafine Full-Vulcanized Powdered Rubber on the Properties of the Intumescent Fire Retardant Polypropylene |
خرید ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد