درخواست قیمت

خاک رس برای پلاستیک های مهندسی: نایلون و نانوکامپوزیت های مقاوم در برابر شعله

مونت موریلونیت ارگانوفیل که نانوکامپوزیت های نایلونی PA6/PA66 را تقویت می کند، به عنوان یک هم افزایی تشکیل دهنده زغال در سیستم های بازدارنده شعله بدون هالوژن عمل می کند و پایداری مانع و ابعاد را در PBT، PP و ABS - با نرخ تصفیه 2 تا 8 وزنی بهبود می بخشد.

خاک رس در مهندسی پلاستیک: در پلی آمید 2 تا 8 درصد وزنی در پلی آمید (نایلون PA6/PA66)، پلی پروپیلن (PP) یا پلی بوتیلن ترفتالات (PBT)، پلاکت‌های رسی ارگانیک لایه‌برداری شده (نسبت ابعادی 100:1) مدول کشش را 30 تا 60 درصد افزایش می‌دهند، و دمای انحراف گرما را 8 درجه سانتی‌گراد کاهش می‌دهند (HD1-oxT) انتقال بخار به میزان 50 تا 70 درصد و تشکیل یک مانع زغال سرامیکی که UL 94 V-0 را در 1.6 میلی متر در هنگام ترکیب با بازدارنده های شعله بدون هالوژن فعال می کند. کاربردهای تجاری شامل اجزای زمان بندی خودرو، کانکتورهای الکتریکی، مدیریت کابل FR و بسته بندی مانع است.

در چه پلاستیک های مهندسی از ارگانوکول استفاده می شود؟

پلیمر کاربرد عملکرد ارگانوکلی بارگیری (wt%)
PA6 (نایلون 6) پوشش های تسمه تایم خودرو، قطعات سیستم سوخت، براکت های ساختاری تقویت نانوکامپوزیت؛ بهبود HDT؛ مانع 2–5%
PA6 - گرید FR کانکتورهای برق، محفظه قطع کننده مدار، اتصالات کابل سینرژیست FR بدون هالوژن؛ تشکیل کاراکتر؛ ضد چکه 3-5% + FR
PA66 (نایلون 66) قطعات زیر کاپوت خودرو، چرخ دنده های صنعتی تقویت نانوکامپوزیت؛ ثبات ابعادی 2–5%
PA66 - گرید FR محفظه های E&E، دنده سوئیچ، محفظه رله سینرژیست FR بدون هالوژن؛ فعال سازی V-0 3-5% + FR
PP (پلی پروپیلن) پانل های خودرو، بسته بندی، محفظه لوازم سفتی؛ مانع؛ تاخیر در شعله (با PP-g-MA) 3–7%
PBT کانکتورهای الکتریکی، حسگرهای خودرو، محفظه ابزار برقی ثبات ابعادی؛ مانع؛ هم افزایی FR 2–5%
ABS محفظه لوازم الکترونیکی مصرفی، تزئینات داخلی خودرو هم افزایی FR; سفتی؛ کاهش تاب خوردگی 3–6%
PPS اجزای الکتریکی با دمای بالا، قطعات مقاوم در برابر مواد شیمیایی ثبات ابعادی؛ افزایش مانع 2–5%

چگونه ارگانوکلی در نایلون مقاوم در برابر شعله کار می کند؟

نایلون مقاوم در برابر شعله (FR nylon / FR polyamide) بزرگترین استفاده منفرد از رس ارگانیک در پلاستیک است. صنعت برق و الکترونیک برای دستیابی به ترکیبات PA6 و PA66 نیاز دارد UL 94 V-0 در 1.6 میلی متر - استانداردی که می‌خواهد مواد ظرف 10 ثانیه پس از دو کاربرد شعله 10 ثانیه‌ای و بدون چکه‌های سوزان خاموش شوند.

مکانیسم سه مرحله ای مانع شعله

هنگامی که یک ترکیب نایلونی حاوی رس ارگانیک در معرض شعله قرار می گیرد، سه عمل حفاظتی متوالی رخ می دهد:

  1. تشکیل کاراکتر (0-5 ثانیه): پلاکت های ارگانوکلی از نظر حرارتی بالای 400 درجه سانتی گراد پایدار هستند. همانطور که ماتریس پلیمری می سوزد و تبخیر می شود، پلاکت های رسی در سطح در حال سوختن متمرکز می شوند و یک لایه زغال سنگ گرافیتی را تشکیل می دهند.
  2. محافظ حرارتی (5 تا 30 ثانیه): لایه کامپوزیت ذغال سنگ (معمولاً 0.1-0.5 میلی متر ضخامت) هدایت حرارتی 5-10× کمتر از پلیمر زیرین دارد. این پلیمر تازه را در برابر بازخورد گرمای تابشی - محرک اصلی انتشار شعله - محافظت می کند.
  3. مهار چکه (در حال انجام): در آزمایش استاندارد UL 94، نایلون بدون رس ارگانیک، قطرات سوزاننده ای را تشکیل می دهد که نشانگر پنبه زیر نمونه را مشتعل می کند. خاک رس، ویسکوزیته مذاب پلیمر تجزیه کننده را افزایش می دهد و ساختار ذغال را تقویت می کند، از تشکیل قطره جلوگیری می کند و حالت شکست اشتعال پنبه را حذف می کند.
مزیت Synergist: ارگانوکلی جایگزین بازدارنده اولیه شعله بدون هالوژن نمی شود. در سیستم‌های PA6 که از ملامین سیانورات (MCA) به عنوان FR استفاده می‌کنند، افزودن 3 تا 5 درصد وزنی خاک رس باعث می‌شود بارگیری MCA از 20 درصد وزنی به 15 تا 17 درصد وزنی کاهش یابد و در عین حال V-0 حفظ شود - صرفه‌جویی در هزینه خالص که هزینه افزودن ارگانیک را جبران می‌کند، در حالی که به تنهایی خواص مکانیکی MCA را کاهش می‌دهد.

مقایسه عملکرد سیستم نایلون FR

سیستم رتبه بندی UL 94 (1.6 میلی متر) استحکام کششی چکه کن HDT
PA6 پر نشده است HB (بدون رتبه) خط مبنا بله خط مبنا
PA6 + 20% MCA V-2 -10 تا -15% بله (اشتعال پنبه ای) −5°C
PA6 + 20% MCA + 4% ارگانوکلی V-0 -5 تا +5% خیر +8–12°C
PA6 + 15% MCA + 5% رس ارگانیک V-0 +5 تا +10% خیر +10–15°C

نتایج به گرید ارگانوکلی خاص، نوع MCA، ویسکوزیته نایلون و شرایط پردازش بستگی دارد.

نانو نایلون چیست؟ چگونه ارگانوکلی نانوکامپوزیت ایجاد می کند؟

نانو نایلون به نانوکامپوزیت‌های پلی‌آمید-ارگانرسی اطلاق می‌شود که در آن پلاکت‌های رسی ارگانیک در مقیاس نانومتری پراکنده می‌شوند - به‌صورت جداگانه (لایه‌برداری شده) یا در پشته‌های کوچک (دربین‌شده) - به جای آگلومره‌هایی در مقیاس میکرونی.

در 4 تا 5 درصد وزنی در PA6، نانوکامپوزیت‌های پراکنده به خوبی به دست می‌آورند:

این ترکیب با پرکننده های معمولی در همان بارگیری غیرممکن است. این عملکرد از هندسه پلاکت ناشی می شود: هنگامی که به طور کامل لایه برداری شود، هر پلاکت ارگانوسی با ضخامت 1 نانومتر دارای ابعاد جانبی 100 تا 300 نانومتر است. نسبت تصویر بیش از 100:1. سطح سطحی حاصل بین پلاکت و ماتریکس پلیمری 750-900 مترمربع بر گرم رس ارگانیک است که بسیار بیشتر از هر پرکننده در مقیاس میکرونی است.

لایه برداری در مقابل لایه برداری

حالت پراکندگی توضیحات اثر خواص چگونه می توان به دست آورد
معمولی (آگلومره) پشته های خاک رس > 1 میکرومتر دست نخورده - مانند پرکننده معمولی عمل می کند حداقل بهبود؛ خواص ضعیف برشی ناکافی یا گرید اشتباه
درهم شده زنجیره های پلیمری وارد گالری های خاک رس می شوند. d-spacing از 1.2 نانومتر به 3-4 نانومتر گسترش می یابد بهبود اموال متوسط ترکیب مذاب با پروفیل دو پیچ درست
لایه برداری شده پلاکت های 1 نانومتری مجزا به طور کامل از هم جدا شده اند. اوج XRD معمولی وجود ندارد حداکثر بهبود ملک پلیمریزاسیون درجا یا ترکیب مذاب بهینه

نانو نایلون تجاری ترکیب شده با مذاب معمولاً ترکیبی از مورفولوژی لایه‌برداری شده و جزئی لایه‌برداری شده را به دست می‌آورد که برای بهبود خواص قابل توجه در نرخ‌های تولید تجاری مناسب کافی است.

کدام گریدهای ارگانوکلی در پلاستیک های مهندسی استفاده می شود؟

کاربردهای پلاستیک مهندسی نیاز به گریدها ارگانیک با پایداری حرارتی بالا - دمای پردازش مذاب برای PA6 به 240-270 درجه سانتی گراد، PA66 به 260-285 درجه سانتی گراد و PBT به 240-260 درجه سانتی گراد می رسد. اصلاح‌کننده آمونیوم چهارتایی نباید در این دماها به‌طور قابل‌توجهی تجزیه شود، در غیر این صورت رس ارگانیک قبل از اینکه بتواند به ماتریس پلیمری تبدیل شود، تجزیه می‌شود.

گرید اصلاح‌کننده سطح پایداری حرارتی بهترین استفاده در پلاستیک
CP-P1 دی متیل دیوکتادسیل آمونیوم پایدار تا 280 درجه سانتی گراد نانوکامپوزیت های PA6، PA66، PBT. ترکیب مذاب
CP-P2 متیل پیه بیس-2-هیدروکسی اتیل آمونیوم پایدار تا 260 درجه سانتیگراد نایلون PA6 FR; PP با سازگار کننده؛ ABS
CP-P3 تری متیل اکتادسیل آمونیوم پایدار تا 250 درجه سانتی گراد نانوکامپوزیت های PP؛ ABS; رزین های مهندسی با دمای پایین تر
CP-APA خود فعال چند منظوره پایدار تا 240 درجه سانتی گراد PP، ABS؛ گرید همه کاره برای سیستم های با دمای متوسط

نکته برای نانوکامپوزیت های PP: پلی پروپیلن غیر قطبی است و با سطوح رسی برهمکنش نمی کند - الف سازگار کننده پلی پروپیلن پیوندی با انیدرید مالئیک (PP-g-MA). 5 تا 15 درصد وزنی PP برای فعال کردن لایه برداری و لایه برداری مورد نیاز است. بدون PP-g-MA، رس ارگانیک آگلومره باقی می ماند و هیچ فایده ای در پلی پروپیلن ندارد.

چگونه ارگانوکلی به پلاستیک مهندسی پردازش می شود؟

ترکیب مذاب (اکسترودر دو پیچ)

این روش صنعتی غالب برای تولید نانوکامپوزیت های نایلونی و ترکیبات نایلون FR است.

  1. خشک کردن: گلوله های نایلونی را قبل از پردازش به رطوبت کمتر از 2/0% خشک کنید (PA6/PA66 رطوبت سنجی هستند؛ رطوبت باعث تخریب هیدرولیتیک در طول ترکیب مذاب می شود).
  2. تغذیه: نایلون خشک شده و پودر ارگانیک را از طریق فیدرهای کاهش وزن جداگانه به اکسترودر دو مارپیچ تغذیه کنید. ارگانوکلی را با گلوله های نایلونی از قبل مخلوط نکنید - تغذیه ناهموار منجر به پراکندگی ناسازگار می شود.
  3. مشخصات پیچ: از پروفیل پیچ با برش بالا با 2 تا 3 بلوک ورز دهنده استفاده کنید. برشی محرک اصلی درون یابی در ترکیب مذاب است. برش ناکافی = پراکندگی ضعیف.
  4. دمای پردازش: PA6: 240-270 درجه سانتی گراد. PA66: 260-285 درجه سانتیگراد. PBT: 240-260 درجه سانتیگراد. دمای مذاب نباید از حد پایداری حرارتی رس ارگانیک تجاوز کند (وابسته به گرید).
  5. سرعت پیچ: 200-400 دور در دقیقه؛ زمان اقامت 1-3 دقیقه در منطقه مرکب.
  6. افزودن FR: برای نایلون FR، بازدارنده شعله (MCA، ATH، APP) را از طریق فیدر جانبی در پایین دست منطقه ترکیب اولیه اضافه کنید - این از تخریب حرارتی FR جلوگیری می کند و پراکندگی جداگانه FR و رس ارگانیک را حفظ می کند.
  7. خروجی: گلوله کردن گلوله های خشک قبل از قالب گیری تزریقی (رطوبت <0.1%).

پارامترهای کلیدی پردازش

پارامتر PA6 PA66 PP (با PP-g-MA) PBT
دمای ذوب (درجه سانتیگراد) 240–270 260–285 185–220 240–260
سرعت پیچ (rpm) 200–400 200–350 200–400 200–350
بارگذاری ارگانوکلی (وزنی درصد) 2–5 2–5 3–7 2–5
قبل از خشک کردن مورد نیاز است بله (<0.2%) بله (<0.2%) خیر بله (<0.02%)
سازگار کننده مورد نیاز است خیر خیر PP-g-MA (5-15%) خیر

فرمول‌سازهای پلاستیک مهندسی می‌توانند انتظار چه پیشرفت‌هایی را داشته باشند؟

اموال PA6 + 4% خاک رس در مقابل PA6 تمیز روش تست
مدول کشش +30–60% ISO 527 / ASTM D638
استحکام کششی +20–40% ISO 527 / ASTM D638
مدول خمشی +25–50% ISO 178 / ASTM D790
دمای انحراف گرما +8 تا 15 درجه سانتی گراد (ترکیب مذاب) / به طور قابل توجهی بالاتر (پلیمریزه شده در محل) ISO 75 / ASTM D648
نرخ انتقال O2 −50–70% ASTM D3985
انتقال بخار آب −40–60% ASTM E96
جذب آب −30–40% ISO 62 / ASTM D570
ضربه ایزد بریدگی 0 تا -10% ISO 180 / ASTM D256
گرید شعله (با سینرژیست MCA) V-2 → V-0 در 1.6 میلی متر UL 94

گریدهای پلیمریزه درجا به مقادیر بالاتری دست می یابند. نتایج واقعی به گرید ارگانیک، طراحی پیچ و ویسکوزیته پلیمر ماتریس بستگی دارد.

سوالات متداول

ارگانوکلی در مهندسی پلاستیک برای چه استفاده می شود؟
خاک رس (مونتموریلونیت ارگانوفیل) به عنوان یک پرکننده تقویت کننده نانوکامپوزیت و هم افزایی مقاوم در برابر شعله عمل می کند. در 2 تا 8 درصد وزنی در نایلون PA6/PA66، PP یا PBT، پلاکت‌های رسی ارگانیک لایه‌برداری شده مدول کششی را 30 تا 60 درصد بهبود می‌بخشند، HDT را 8 تا 15 درجه سانتی‌گراد افزایش می‌دهند، O2 و انتقال بخار رطوبت را به میزان 50 تا 70 درصد کاهش می‌دهند و هنگامی که 4 میلی‌متر بر 6-barri با آن 4 میلی‌متر می‌شود، یک عنصر سرامیکی تشکیل می‌دهند. همراه با بازدارنده های شعله بدون هالوژن
چگونه ارگانوکلی باعث بهبود تاخیر شعله در نایلون می شود؟
در حین احتراق، پلاکت‌های رسی ارگانیک در سطح در حال سوختن متمرکز می‌شوند و یک لایه زغال‌سنگ سرامیکی متراکم تشکیل می‌دهند که از پلیمر در برابر گرمای تابشی محافظت می‌کند، ورود اکسیژن را مسدود می‌کند و چکه‌های مذاب در حال سوختن را سرکوب می‌کند. به عنوان یک هم افزایی با عوامل FR بدون هالوژن (سیانورات ملامین برای PA6، هیدروکسید آلومینیوم برای PA66)، 3 تا 5 درصد وزنی خاک رس باعث کاهش 10 تا 20 درصدی بارگیری کل FR می شود و در عین حال V-0 را در 1.6 میلی متر حفظ می کند - هزینه های ارگانوکلی را جبران می کند و خواص مکانیکی مجدد را بهبود می بخشد.
نانوکامپوزیت نایلونی چیست و رس ارگانیک در آن چگونه عمل می کند؟
یک نانوکامپوزیت نایلونی (نانو نایلون) یک ماتریس پلی آمیدی است که در آن پلاکت‌های رسی ارگانیک در مقیاس نانومتری پراکنده می‌شوند - هر پلاکت 1 نانومتر ضخامت با ابعاد جانبی 100 تا 300 نانومتر (نسبت ابعادی بیش از 100:1) دارد. در 4 تا 5 درصد وزنی در PA6، ارگانوکلی به خوبی پراکنده شده استحکام کششی +40% و مدول خمشی +25% را ارائه می دهد. مکانیسم: پراکندگی در مقیاس نانو یک سطح سطحی بین 750-900 متر مربع بر گرم بین خاک رس و پلیمر ایجاد می کند که تقویت فوق العاده ای را در بارگذاری بسیار کم امکان پذیر می کند.
کدام پلاستیک های مهندسی با خاک رس سازگار هستند؟
بهترین سازگاری: نایلون PA6 و PA66 (گروه‌های آمید به خوبی با سطوح رسی تعامل می‌کنند، نیازی به سازگارکننده نیست). خوب با سازگار کننده: PP (نیاز به PP-g-MA در 5-15 درصد وزنی)، PE. متوسط: PBT، ABS، PPS. ارگانوکلی عموماً برای کاربردهای شفاف نوری (PC/PMMA) مناسب نیست زیرا پلاکت‌های در مقیاس نانو نور مرئی را پراکنده می‌کنند. در همه موارد، از گریدها با پایداری حرارتی مطابق با دمای پردازش (280 درجه سانتیگراد برای PA66، 220 درجه سانتیگراد برای PP) استفاده کنید.
بارگذاری ارگانوسی توصیه شده برای نانوکامپوزیت های PA6 و PA66 چیست؟
برای تقویت نانوکامپوزیت: 2-5 درصد وزنی. بالاتر از 5 درصد وزنی، راندمان لایه برداری کاهش می یابد و آگلومره های رسی تشکیل می شوند - خواص فلات یا کاهش می یابد. برای سیستم های نایلونی FR: 3-5 درصد وزنی ارگانوس + 15-25 درصد وزنی بدون هالوژن FR. بسته بندی کل افزودنی معمولاً 20 تا 30 درصد وزنی برای V-0 در 1.6 میلی متر است.
چگونه ارگانوکلی به نایلون - اکستروژن یا قالب گیری تزریقی پردازش می شود؟
ترکیب با مخلوط کردن مذاب در یک اکسترودر دو مارپیچ همزمان انجام می شود (سرعت پیچ 200-400 دور در دقیقه، دمای مذاب 240-270 درجه سانتی گراد برای PA6، 260-285 درجه سانتی گراد برای PA66، زمان ماند 1-3 دقیقه). سپس این ترکیب گلوله شده و قالب گیری تزریقی یا اکسترود به قسمت های نهایی می شود. خشک کردن قبل از ترکیب بسیار مهم است: نایلون باید کمتر از 0.2% رطوبت و رس ارگانیک کمتر از 2% باشد. برای بالاترین لایه برداری، پلیمریزاسیون درجا (آرگرسی پراکنده در مونومر قبل از پلیمریزاسیون) برتر است اما مقیاس پذیری کمتری دارد.
آیا خاک رس روی رنگ یا ظاهر قطعات پلاستیکی مهندسی تأثیر می گذارد؟
ارگانوکلی رنگ خاکستری یا مایل به سفیدی را در ماتریس های پلیمری طبیعی/بدون رنگ ایجاد می کند. در ترکیبات رنگی یا سیاه - اکثر کاربردهای نایلون FR و خودرو - هیچ تاثیر قابل مشاهده ای وجود ندارد. خاک رس برای کاربردهای شفاف نوری (کامپیوتر شفاف، PET شفاف) توصیه نمی شود زیرا پلاکت های در مقیاس نانو نور مرئی را حتی در بارگذاری کم پراکنده می کنند.

چرا CP ارگانکلی را برای مهندسی پلاستیک انتخاب کنید؟

Zhejiang Camp-Shinning گریدهای رس ارگانیک را که به طور خاص برای پردازش پلیمر در دمای بالا فرموله شده است، با پایداری حرارتی تایید شده توسط TGA (تجزیه و تحلیل گرما سنجی) در دمای پردازش گریدها پلاستیک مهندسی ما با مواد اولیه خاک رس با رطوبت کم (رطوبت کمتر از 2 درصد) تولید می شود تا تولید بخار در طول ترکیب مذاب به حداقل برسد - یک پارامتر کیفیت حیاتی که مستقیماً به خروجی اکستروژن ثابت و کیفیت قطعه ترجمه می شود.

صفحات مرتبط: خاک رس برای پوشش · خاک رس برای چسب ها و درزگیرها · ارگانوکلی چیست؟ · ارگانوکلی تولیدکننده چین

درخواست نمونه های ارگانوکلی برای پلاستیک مهندسی و نایلون FR

نوع پلیمر خود (PA6، PA66، PP، PBT)، کاربرد هدف و نیاز UL 94 را به ما بگویید - ما گرید و محدوده پایداری حرارتی صحیح را توصیه می‌کنیم و نمونه‌های آزمایشی را با گزارش TGA و TDS ارسال می‌کنیم.

درخواست نمونه و TDS پشتیبانی ترکیبی