Penghambat api berbasis fosfor merupakan jenis penghambat api yang sangat efisien, andal, dan banyak digunakan, serta telah menarik perhatian signifikan dari para peneliti. Berbagai pencapaian luar biasa telah diraih dalam sintesis dan aplikasinya.
1. Aplikasi Penghambat Api Berbasis Fosfor pada PP
Sifat fisik polipropilena (PP) memainkan peran krusial dalam aplikasi industrinya. Namun, indeks oksigen (LOI)-nya yang terbatas hanya sekitar 17,5%, membuatnya sangat mudah terbakar dengan laju pembakaran yang cepat. Nilai material PP dalam aplikasi industri dipengaruhi oleh ketahanan api dan sifat fisiknya. Dalam beberapa tahun terakhir, mikroenkapsulasi dan modifikasi permukaan telah menjadi tren utama dalam material PP tahan api.
Contoh 1: Amonium polifosfat (APP) yang dimodifikasi dengan agen penggandeng silana (KH-550) dan larutan etanol resin silikon diaplikasikan pada material PP. Ketika fraksi massa APP yang dimodifikasi mencapai 22%, LOI material meningkat menjadi 30,5%, sementara sifat mekaniknya juga memenuhi persyaratan dan mengungguli material PP yang tahan api dengan APP yang tidak dimodifikasi.
Contoh 2: APP dienkapsulasi dalam cangkang yang terdiri dari melamin (MEL), minyak silikon hidroksil, dan resin formaldehida melalui polimerisasi in-situ. Mikrokapsul kemudian dikombinasikan dengan pentaeritritol dan diaplikasikan pada material PP untuk ketahanan api. Material ini menunjukkan ketahanan api yang sangat baik, dengan LOI 32% dan peringkat uji pembakaran vertikal UL94 V-0. Bahkan setelah direndam dalam air panas, komposit ini tetap mempertahankan ketahanan api dan sifat mekanik yang baik.
Contoh 3: APP dimodifikasi dengan melapisinya menggunakan aluminium hidroksida (ATH), dan APP yang dimodifikasi tersebut dikombinasikan dengan dipentaeritritol dengan rasio massa 2,5:1 untuk digunakan pada material PP. Ketika fraksi massa total penghambat api mencapai 25%, LOI mencapai 31,8%, peringkat penghambat api mencapai V-0, dan laju pelepasan panas puncak berkurang secara signifikan.
2. Aplikasi Penghambat Api Berbasis Fosfor pada PS
Polistirena (PS) sangat mudah terbakar dan terus terbakar setelah sumber api dihilangkan. Untuk mengatasi masalah seperti pelepasan panas yang tinggi dan penyebaran api yang cepat, penghambat api berbasis fosfor bebas halogen memainkan peran penting dalam penghambatan api PS. Metode penghambat api yang umum untuk PS meliputi pelapisan, impregnasi, penyikatan, dan penghambatan api tahap polimerisasi.
Contoh 1: Perekat tahan api yang mengandung fosfor untuk PS yang dapat mengembang disintesis melalui metode sol-gel menggunakan N-β-(aminoetil)-γ-aminopropiltrimetoksisilan dan asam fosfat. Busa PS tahan api dibuat menggunakan metode pelapisan. Ketika suhu melebihi 700°C, busa PS yang diolah dengan perekat tersebut membentuk lapisan arang melebihi 49%.
Para peneliti di seluruh dunia telah memperkenalkan struktur tahan api yang mengandung fosfor ke dalam senyawa vinil atau akrilik, yang kemudian dikopolimerisasi dengan stirena untuk menghasilkan kopolimer stirena baru yang mengandung fosfor. Studi menunjukkan bahwa dibandingkan dengan PS murni, kopolimer stirena yang mengandung fosfor menunjukkan peningkatan LOI dan residu arang yang signifikan, yang menunjukkan stabilitas termal dan ketahanan api yang unggul.
Contoh 2: Sebuah makromonomer hibrida oligomerik fosfat berujung vinil (VOPP) dicangkokkan ke rantai utama PS melalui kopolimerisasi cangkok. Kopolimer cangkok tersebut menunjukkan ketahanan api melalui mekanisme fase padat. Seiring dengan peningkatan kandungan VOPP, LOI meningkat, laju pelepasan panas puncak dan total pelepasan panas menurun, dan tetesan lelehan menghilang, menunjukkan efek penghambat api yang signifikan.
Selain itu, penghambat api berbasis fosfor anorganik dapat diikat secara kimia dengan penghambat api berbasis grafit atau nitrogen untuk digunakan dalam penghambat api PS. Metode pelapisan atau penyikatan juga dapat digunakan untuk mengaplikasikan penghambat api berbasis fosfor pada PS, sehingga meningkatkan LOI dan residu arang material secara signifikan.
3. Aplikasi Penghambat Api Berbasis Fosfor di PA
Poliamida (PA) sangat mudah terbakar dan menghasilkan asap yang pekat selama pembakaran. Karena PA banyak digunakan dalam komponen dan peralatan elektronik, risiko bahaya kebakarannya sangat tinggi. Berkat struktur amida pada rantai utamanya, PA dapat dihambat apinya menggunakan berbagai metode, dengan penghambat api aditif maupun reaktif yang terbukti sangat efektif. Di antara PA penghambat api, garam alkil fosfinat adalah yang paling banyak digunakan.
Contoh 1: Aluminium isobutilfosfinat (A-MBPa) ditambahkan ke matriks PA6 untuk menyiapkan material komposit. Selama pengujian ketahanan api, A-MBPa terurai sebelum PA6, membentuk lapisan arang padat dan stabil yang melindungi PA6. Material ini mencapai LOI 26,4% dan peringkat ketahanan api V-0.
Contoh 2: Selama polimerisasi heksametilenadiamina dan asam adipat, 3% berat penghambat api bis(2-karboksietil)metilfosfin oksida (CEMPO) ditambahkan untuk menghasilkan penghambat api PA66. Studi menunjukkan bahwa penghambat api PA66 menunjukkan ketahanan api yang lebih unggul dibandingkan PA66 konvensional, dengan LOI yang jauh lebih tinggi. Analisis lapisan arang menunjukkan bahwa permukaan arang padat dari penghambat api PA66 mengandung pori-pori dengan berbagai ukuran, yang membantu mengisolasi perpindahan panas dan gas, menunjukkan kinerja penghambat api yang luar biasa.
More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com
Waktu posting: 15-Agu-2025
