나노 클레이 불꽃 지연자

2022-07-30

나노 클레이는 에너지 교반을 통해 자연적으로 발생하는 점토로부터 분리 된 후 원심 분리 및 동결 건조, 원심 분리 및 교차 흐름 여과 또는 초 원심 분리 된 유비쿼터스 나노 필러이다. 나노 클레이는 스택 된 미네랄 실리케이트 층으로 구성되어 복잡한 점토 결정을 형성한다. 마이그레이션, 장벽 및 상자성 메커니즘을 포함하여 점토 입자를 포함하는 복합 재료의 화재 지연에 대해서는 3 가지 주요 메커니즘이보고되었다.

점토 입자를 함유하는 복합재의 연소 과정에서, 중합체 분해 동안 형성된 기포는 점토 나노 입자를 내부 층에서 복합체의 표면으로 밀어 넣는다. 외부 표면으로의 점토 이동은 다른 요인에 기인 할 수 있습니다. 중합체와 중합체-클레이 블렌드 사이의 표면 자유 에너지의 차이, 방향 가열 동안의 온도 및 점도 구배 및 연소 과정에서 상승 가스의 형성. 점토 입자의 응집은 점토 인터레이어에서의 유기 처리의 분해로 인해 더 많은 친수성 (즉, 공통 소수성 매트릭스와 덜 호환)을 초래한다. 결과적으로, 점토가 풍부한 장벽 층은 복합 연소에서 체중 감소 속도를 형성하고 감소시킬 것이다.

응축 된 단계 동안의 장벽 메커니즘은 점토 입자를 함유하는 복합재에서 숯 층의 형성을 시사하면서 화재에 노출된다. 절연 숯 장벽은 연소 폴리머 표면으로 분해 생성물의 질량 전달을 방지합니다. 이것은 차례로 열과 산소에 대한 추가 노출을 제한하고 연소 과정을 방해합니다.

상자성 라디칼 트래핑은 나노 클레이의 또 다른 제안 된 화재 지연 메커니즘입니다. 이 메커니즘은 철과 같은 점토 입자의 구조 금속이 중합체 연소 동안 형성된 라디칼을 포획하고 분해 속도를 감소시킬 수 있다고 제안한다.

나노 클레이는 그들의 혼란스러운 특성으로 인해 중합체 나노 복합물에서 불꽃 지연 첨가제로 널리 사용된다. 나노 클레이의 기여는 피크 열 방출 속도, 점화 시간 및 화재 성장 지수의 눈에 띄는 개선을 통해 중합체 매트릭스에서 우수한 화재 지연을 초래할 수 있습니다. Ahmed 등은 1 내지 3 중량% 나노 클레이의 혼입시 폴리스티렌 표면의 보호 숯 층을 관찰했으며, 이는 순수한 폴리스티렌보다 연기, CO 및 CO2의 더 높은 화재 지연 및 더 적은 방출을 초래 하였다. 39 중합체 매트릭스에서 점토의 나노 분산을 달성하는 것은 필수 매개 변수이며, 이는 중합체 클레이 나노 복합체의 화재 지연에 영향을 미칩니다. Lu et al은 LLDPE/PA6 블렌드에서 점토의 나노 분산을 개선하는데 다른 방법을보고했다. 그들은 PA6 단계가 아닌 LLDPE 단계에 국한된 점토와의 혼합이 더 나은 불꽃 지연을 나타냈다는 것을 관찰했다.

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