Wetenschap
Verbetering van de brandveiligheid:de opkomst van PA-DAD als duurzame vlamvertrager voor epoxyharscomposieten
Epoxyhars (EP), een essentieel materiaal in verschillende toepassingen zoals lijmen, coatings en composieten, staat voor uitdagingen vanwege de intrinsieke ontvlambaarheid en de dichte rookproductie, wat een bedreiging vormt voor de veiligheid en eigendommen. Om deze problemen aan te pakken zijn aanpassingen ter verbetering van de vlamvertraging absoluut noodzakelijk.
Hoewel er talloze vlamvertragers (FR's) zijn ontwikkeld, zijn de meeste afkomstig van niet-hernieuwbare bronnen, wat in strijd is met duurzaamheidsdoelstellingen. Onlangs hebben biogebaseerde FR's zoals fytinezuur (PA) aandacht gekregen vanwege hun hernieuwbare, overvloedige en biologisch afbreekbare aard. Hiervan onderscheidt PA zich door zijn hoge vlamvertragende efficiëntie vanwege het aanzienlijke fosforgehalte. De uitdaging blijft echter bestaan, aangezien sommige biogebaseerde FR's voor hun effectiviteit nog steeds afhankelijk zijn van op aardolie gebaseerde producten.
Over dit onderwerp:Wetenschap en technologie op het gebied van noodbeheer heeft een onderzoeksartikel gepubliceerd met de titel "Een biogebaseerde hypervertakte vlamvertrager richting de brandveiligheid en rookonderdrukking epoxycomposiet."
Deze studie beschrijft de innovatieve ontwikkeling en uitgebreide karakterisering van een volledig biologische vlamvertrager genaamd PA-DAD, gecreëerd door een eenvoudige neutralisatiereactie tussen 1,10-diaminodecaan (DAD) en fytinezuur (PA). Fourier-transform infraroodspectroscopie (FTIR), nucleaire magnetische resonantie (NMR) en differentiële scanning calorimetrie (DSC) analyses bevestigden de succesvolle synthese van PA-DAD, waarbij veranderingen in chemische bindingen werden aangetoond die indicatief zijn voor de vorming van vlamvertragers.
Deze biogebaseerde vlamvertrager werd vervolgens verwerkt in composieten van epoxyhars (EP) om de impact ervan op de vlamvertraging en mechanische eigenschappen te onderzoeken. De toevoeging van PA-DAD verbeterde de limiting oxygen index (LOI)-waarden en UL-94-waarden van de EP-composieten aanzienlijk, wat de doeltreffendheid ervan bij het verbeteren van de brandwerendheid aantoont.
Thermogravimetrische analyse (TGA) en kegelcalorimetrietests onthulden verder dat PA-DAD de koolopbrengst verhoogde en de piekwarmteafgiftesnelheid (RR), de totale rookproductie (TSP) en de uitstoot van giftige gassen tijdens de verbranding verminderde, waardoor de superieure vlam werd bevestigd. vertragende werkzaamheid.
De vorming van een dichte, opzwellende verkoolde laag fungeerde als een thermische barrière, waardoor de warmte- en massaoverdracht tijdens de verbranding werd verminderd. Tijdens het verbrandingsproces kan de ontleding van PA-DAD producten opleveren met P-O-C, PO· en NH3 , waardoor actieve vrije radicalen van H· en OH· worden opgevangen, waardoor de uitstoot van zuurstof en giftige gassen wordt verminderd en de voortdurende afbraak van het substraat wordt voorkomen.
Bovendien onderzocht de studie de mechanische eigenschappen van EP-composieten, waarbij verbeterde trek-, buig- en slagsterkten werden opgemerkt door de toevoeging van PA-DAD, toegeschreven aan de verhoogde crosslinkdichtheid en het energiedissipatievermogen van de ionenbindingen gevormd door PA-DAD. /P>
Concluderend komt PA-DAD naar voren als een uitzonderlijk efficiënte en ecologisch duurzame vlamvertrager, die niet alleen het brandveiligheidsprofiel van epoxyhars (EP) composieten aanzienlijk verbetert, maar ook hun mechanische eigenschappen behoudt of verbetert. Dit werk onderstreept het potentieel van het gebruik van biogebaseerde materialen voor brandveiligheidstoepassingen en biedt een veelbelovende weg voor de ontwikkeling van duurzame, hoogwaardige vlamvertragers.
De bevindingen zijn van substantiële waarde voor toekomstige toepassingen bij het creëren van veiligere, milieuvriendelijkere brandvertragende materialen, wat een opmerkelijke bijdrage betekent op het gebied van materiaalwetenschap en -techniek.