폴리프로필렌(PP)은 5대 범용 플라스틱 중 하나로 각계각층에 폭넓게 응용되고 있지만, PP의 가연성 특성으로 인해 적용 공간이 제한되어 PP 소재의 추가 개발을 방해하므로 PP의 난연성 개질이 주목을 받아왔다.

고분자 물질의 연소과정 및 메커니즘

고분자 재료는 분자 사슬에 탄소, 수소, 산소 및 기타 원소를 포함하는 고분자 화합물이며 대부분의 고분자는 가연성입니다. 고분자 재료의 연소는 일련의 물리적 변화와 화학적 반응의 합성이므로 고분자 재료의 연소 과정에서 용융 및 연화, 부피 변화와 같은 특별한 현상이 나타납니다. 그림에 표시된 것처럼 고분자 재료의 연소 과정은 기본적으로 다음 세 단계로 나눌 수 있습니다.

(1) 온도가 점진적으로 증가함에 따라 분자 사슬의 약한 결합이 끊어지고 재료가 열분해되기 시작합니다. 고분자 재료의 열분해가 계속 진행되고 강화됨에 따라 재료 표면은 점차 작은 분자의 가스를 생성하며 이러한 가스의 대부분은 가연성이며 이러한 작은 분자의 가연성 가스는 공기 중의 산소와 혼합되어 가연성 물질을 형성합니다. 가스 혼합물;

(2) 분해 반응에 따라 고분자 재료 표면의 가연성 가스 혼합물의 농도가 점차 증가하고, 가연성 가스 혼합물의 농도와 외부 주변 온도가 연소에 필요한 임계 조건에 도달하면 격렬한 화학 물질 반응이 일어나고 물질의 표면이 급속히 점화됩니다.

(3) 가연성 가스 혼합물의 급속 연소는 많은 양의 열을 방출하고 발생된 열은 재료 바닥으로 퍼질 뿐만 아니라 재료 주변 환경의 온도를 더욱 상승시켜 가속합니다. 물질이 분해되어 더 많은 가연성 가스를 생성하고 궁극적으로 연소 반응을 계속하게 만듭니다. 따라서 고분자 물질의 연소는 점진적인 촉진과 순환반응의 과정으로 볼 수 있다.

탄화수소로서 PP의 산소지수는 17.4에 불과하여 타기 쉽고, 난연성이 열악하며, 연소 시 열이 더 크고, 화재로 인해 쉽게 떨어지는 현상을 동반하여 생명과 재산에 위협이 됩니다. 전자 및 전기제품 분야에서는 PP의 이러한 가연성 특성으로 인해 적용 범위가 넓어지기 때문에 난연성 PP 소재에 대한 연구 개발이 필요합니다.

난연 메커니즘은 크게 연쇄반응 종료 메커니즘, 표면 격리 메커니즘, 열교환 메커니즘 중단 등 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다.

(1) 연쇄 반응 종료 메커니즘 PP 연소는 탄화수소의 첫 번째 분해 후 고온에서 추가 열 산화로 분해되어 유리 HO-, HO-연쇄 반응이 연소를 지속할 수 있는 이유이며 연소가 종료됩니다. 연쇄반응은 HO-에서 생성된 연소 과정을 소비하는 것입니다.
(2) 표면 격리 메커니즘 PP 연소 시 난연제는 열을 흡수할 뿐만 아니라 PP 표면에서 고체 화합물을 생성하며, 이 화합물은 매트릭스와 공기 접촉을 차단하는 역할을 하여 연소를 방지합니다.
(3) 열교환 메커니즘의 중단, 이 메커니즘은 연소 과정에서 난연제가 많은 양의 연소열을 흡수하여 연소 반응에 충분한 열이 부족하고 자체 소화 현상을 달성하여 난연제를 얻을 수 있음을 의미합니다. 효과.

난연성 PP 재고

금속 수산화물 난연제

붕소 난연제

실리콘 난연제

인 난연제

질소계 난연제

팽창성 난연제

난연성 PP 소재의 응용

자동차 배터리 쉘

배터리는 신에너지 차량의 가장 중요한 부품 중 하나이며, 배터리의 안전을 보호하는 배터리 쉘도 특히 중요합니다. 절연, 내충격성, 내식성, 우수한 화염을 갖춘 배터리 포장 요구 사항 난연성 등으로 인해 기존 배터리 포장은 주로 금속 재료 및 시트 성형 플라스틱(SMC) 재료에 사용됩니다. 그러나 이 두 소재 중 일부는 성형 공정이 복잡하고 밀도가 높아 신에너지 자동차의 경량화에 영향을 미치기 때문에 밀도가 낮고 내충격성이 우수한 PP 소재가 사람들의 관심을 받아왔습니다.

PP수지를 모체로 하고 장섬유와 난연제제를 첨가하여 용융블랜딩 방식으로 난연특성을 갖는 PP복합재료를 제조하며, 이는 신에너지 자동차의 배터리 쉘로 사용됩니다. 이 PP 소재는 낮은 밀도를 유지하면서 우수한 난연성과 충격 강도를 가지며 밀봉 및 방수 성능이 우수합니다.