أخبار

مقدمة: حل تحديات معالجة مركبات البولي أوليفينات المقاومة للهب ATH/MDH عالية الأحمال

في صناعة الكابلات، تُعد المتطلبات الصارمة لمقاومة اللهب أمرًا بالغ الأهمية لضمان سلامة الأفراد والمعدات في حالة نشوب حريق. يُستخدم هيدروكسيد الألومنيوم (ATH) وهيدروكسيد المغنيسيوم (MDH)، كمثبطات لهب خالية من الهالوجين، على نطاق واسع في مركبات كابلات البولي أوليفين نظرًا لملاءمتهما للبيئة، وانخفاض انبعاثاتهما من الدخان، وعدم انبعاث غازات تآكلية. ومع ذلك، غالبًا ما يتطلب تحقيق الأداء المطلوب لمقاومة اللهب دمج كميات عالية من ATH وMDH - عادةً ما تتراوح بين 50 و70% وزنًا أو أكثر - في مصفوفة البولي أوليفين.

على الرغم من أن هذا المحتوى العالي من الحشو يعزز مقاومة اللهب بشكل ملحوظ، إلا أنه يُسبب أيضًا تحدياتٍ كبيرة في المعالجة، بما في ذلك زيادة لزوجة الذوبان، وانخفاض السيولة، وضعف الخواص الميكانيكية، وضعف جودة السطح. هذه المشكلات قد تُحدّ بشكل كبير من كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.

تهدف هذه المقالة إلى دراسة تحديات المعالجة المرتبطة بمركبات البولي أوليفينات المقاومة للهب عالية الأحمال ATH/MDH في تطبيقات الكابلات دراسةً منهجية. بناءً على ملاحظات السوق والخبرة العملية،يحدد فعاليعالجإضافاتلمعالجة هذه التحديات. تهدف هذه الرؤى المقدمة إلى مساعدة مصنعي الأسلاك والكابلات على تحسين تركيباتهم وعمليات الإنتاج عند العمل مع مركبات البولي أوليفينات المقاومة للهب ATH/MDH عالية الأحمال.

فهم مثبطات اللهب ATH وMDH

يُعدّ كلٌّ من ATH وMDH من مثبطات اللهب غير العضوية الرئيسية الخالية من الهالوجين، ويُستخدمان على نطاق واسع في المواد البوليمرية، وخاصةً في تطبيقات الكابلات التي تتطلب معايير سلامة وحماية بيئية عالية. يعملان عن طريق التحلل الماص للحرارة وإطلاق الماء، مما يُخفف الغازات القابلة للاحتراق ويُشكّل طبقة أكسيد واقية على سطح المادة، مما يُثبّط الاحتراق ويُقلّل الدخان. يتحلل ATH عند درجة حرارة تتراوح بين 200 و220 درجة مئوية تقريبًا، بينما تتراوح درجة حرارة تحلل MDH بين 330 و340 درجة مئوية، مما يجعل MDH أكثر ملاءمةً للبوليمرات المُعالَجة عند درجات حرارة أعلى.

1. تشمل آليات مقاومة اللهب لـ ATH وMDH ما يلي:

1.1. التحلل الحراري:

عند التسخين، يتعرض ATH (Al(OH)₃) وMDH (Mg(OH)₂) للتحلل الحراري، مما يؤدي إلى امتصاص قدر كبير من الحرارة وخفض درجة حرارة البوليمر لتأخير التحلل الحراري.

ATH: 2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O, ΔH ≈ 1051 J/g

MDH: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O، ΔH ≈ 1316 J/g

1.2. إطلاق بخار الماء:

يؤدي بخار الماء المنطلق إلى تخفيف الغازات القابلة للاشتعال حول البوليمر ويحد من وصول الأكسجين، مما يمنع الاحتراق.

1.3. تكوين الطبقات الواقية:

تتحد أكاسيد المعادن الناتجة (Al₂O₃ وMgO) مع طبقة الفحم البوليمرية لتشكيل طبقة واقية كثيفة، تمنع تغلغل الحرارة والأكسجين وتعيق إطلاق الغازات القابلة للاشتعال.

1.4. إخماد الدخان:

كما تعمل الطبقة الواقية على امتصاص جزيئات الدخان، مما يقلل من كثافة الدخان الإجمالية.

وعلى الرغم من أدائها الممتاز في مقاومة اللهب والفوائد البيئية، فإن تحقيق تصنيفات عالية في مقاومة اللهب يتطلب عادةً 50-70% أو أكثر من ATH/MDH، وهو السبب الرئيسي لتحديات المعالجة اللاحقة.
2. التحديات الرئيسية في معالجة بولي أوليفينات ATH/MDH عالية الأحمال في تطبيقات الكابلات

2.1. تدهور الخصائص الرومولوجية:

تزيد أحمال الحشو العالية من لزوجة المصهور بشكل حاد وتقلل من سيولته. هذا يُصعّب التلدين والتدفق أثناء عملية البثق، ويتطلب درجات حرارة معالجة أعلى وقوى قص أعلى، مما يزيد من استهلاك الطاقة ويُسرّع من تآكل المعدات. كما أن انخفاض تدفق المصهور يحد من سرعة البثق وكفاءة الإنتاج.

2.2. خصائص ميكانيكية مخفضة:

تُخفف الكميات الكبيرة من الحشوات غير العضوية من مصفوفة البوليمر، مما يُقلل بشكل كبير من قوة الشد، والاستطالة عند الكسر، ومقاومة الصدمات. على سبيل المثال، قد يُقلل استخدام 50% أو أكثر من ATH/MDH من قوة الشد بنحو 40% أو أكثر، مما يُشكل تحديًا لمواد الكابلات المرنة والمتينة.

2.3. قضايا التشتت:

غالبًا ما تتجمع جزيئات ATH وMDH في مصفوفة البوليمر، مما يؤدي إلى نقاط تركيز الإجهاد، وانخفاض الأداء الميكانيكي، وعيوب البثق مثل خشونة السطح أو الفقاعات.

2.4. جودة السطح رديئة:

يمكن أن تؤدي اللزوجة العالية للصهر، وضعف التشتت، وضعف توافق الحشو مع البوليمر إلى خشونة أو عدم استواء أسطح المواد المبثوقة، مما يؤدي إلى تراكم "جلد القرش" أو القوالب. يؤثر التراكم عند القالب (سيلان القالب) على المظهر واستمرارية الإنتاج.

2.5. التأثيرات على الممتلكات الكهربائية:

يمكن أن يؤثر ارتفاع نسبة الحشو وعدم انتظام توزيعه على الخصائص العازلة، مثل المقاومة الحجمية. علاوة على ذلك، يتميز ATH/MDH بامتصاص رطوبة مرتفع نسبيًا، مما قد يؤثر على الأداء الكهربائي والاستقرار طويل الأمد في البيئات الرطبة.

2.6. نافذة معالجة ضيقة:

نطاق درجة حرارة معالجة البولي أوليفينات المقاومة للهب عالية الأحمال ضيق. يبدأ تحلل ATH عند حوالي 200 درجة مئوية، بينما يتحلل MDH عند حوالي 330 درجة مئوية. يتطلب الأمر تحكمًا دقيقًا في درجة الحرارة لمنع التحلل المبكر وضمان أداء مثبط للهب وسلامة المادة.

وتجعل هذه التحديات عملية معالجة البولي أوليفينات ATH/MDH عالية الحمولة معقدة وتسلط الضوء على ضرورة وجود مساعدات معالجة فعالة.

لمواجهة هذه التحديات، طُوّرت مُساعدات معالجة مُختلفة وطُبّقت في صناعة الكابلات. تُحسّن هذه المُساعدات توافق واجهة البوليمر مع الحشو، وتُخفّض لزوجة المُذاب، وتُعزّز تشتت الحشو، مما يُحسّن أداء المعالجة والخواص الميكانيكية النهائية.

ما هي مساعدات المعالجة الأكثر فعالية لحل مشكلات المعالجة وجودة السطح لمركبات البولي أوليفين المقاومة للهب ATH/MDH عالية التحميل في تطبيقات صناعة الكابلات؟

المواد المضافة القائمة على السيليكون ومساعدات الإنتاج:

تقدم SILIKE منتجات متعددة الاستخداماتمساعدات المعالجة القائمة على البوليسيلوكسانلكلٍّ من اللدائن الحرارية القياسية والبلاستيكية الهندسية، مما يُساعد على تحسين عملية المعالجة وتحسين أداء المنتجات النهائية. تتراوح حلولنا من ماسترباتش السيليكون الموثوق LYSI-401 إلى المادة المضافة المبتكرة SC920، المُصممة لتوفير كفاءة وموثوقية أكبر في عمليات بثق كابلات LSZH وHFFR LSZH عالية الأحمال والخالية من الهالوجين.

خاصة،إضافات معالجة مواد التشحيم القائمة على السيليكون SILIKE UHMWأثبتت الدراسات فائدتها في مركبات البولي أوليفينات المقاومة للهب ATH/MDH في الكابلات. تشمل أهم هذه التأثيرات:

1. انخفاض لزوجة المنصهر: تنتقل البوليسيلوكسانات إلى سطح المنصهر أثناء المعالجة، مما يشكل طبقة تشحيم تقلل الاحتكاك بالمعدات وتحسن السيولة.

2. تعزيز التشتت: تعمل الإضافات القائمة على السيليكون على تعزيز التوزيع الموحد لـ ATH/MDH في مصفوفة البوليمر، مما يقلل من تجمع الجسيمات.

3. تحسين جودة السطح:ماستر باتش السيليكون LYSI-401يقلل من تراكم القالب وكسر المنصهر، مما يؤدي إلى إنتاج أسطح مبثوقة أكثر سلاسة مع عيوب أقل.

4. سرعة الخط أسرع:مساعد معالجة السيليكون SC920مناسب لبثق الكابلات بسرعة عالية. يمنع تذبذب قطر السلك وانزلاق البراغي، ويحسن كفاءة الإنتاج. مع استهلاك الطاقة نفسه، يزيد حجم البثق بنسبة 10%.

5. تحسين الخصائص الميكانيكية: من خلال تعزيز تشتت الحشو والالتصاق السطحي، تعمل ماسترباتش السيليكون على تحسين مقاومة التآكل المركبة والأداء الميكانيكي، مثل خاصية التأثير والاستطالة عند الكسر.

6. التآزر في مقاومة اللهب وقمع الدخان: يمكن لإضافات السيلوكسان أن تعمل على تعزيز أداء مقاومة اللهب بشكل طفيف (على سبيل المثال، زيادة LOI) وتقليل انبعاث الدخان.

تُعد شركة SILIKE من الشركات الرائدة في إنتاج المواد المضافة القائمة على السيليكون، ومساعدات المعالجة، وإيلاستومرات السيليكون الحرارية في منطقة آسيا والمحيط الهادئ.

ملكنامساعدات معالجة السيليكونيتم تطبيقها على نطاق واسع في صناعات البلاستيك الحراري والكابلات لتحسين المعالجة، وتحسين تشتت الحشو، وتقليل لزوجة الذوبان، وتوفير أسطح أكثر سلاسة بكفاءة أعلى.

من بينها، يُعدّ ماسترباتش السيليكون LYSI-401 ومساعد معالجة السيليكون المبتكر SC920 حلولاً فعّالة لتركيبات البولي أوليفينات المقاومة للهب ATH/MDH، وخاصةً في عمليات بثق كابلات LSZH وHFFR. من خلال دمج إضافات SILIKE القائمة على السيليكون ومساعدات الإنتاج، يُمكن للمصنعين تحقيق إنتاج مستقر وجودة ثابتة.

If you are looking for silicone processing aids for ATH/MDH compounds, polysiloxane additives for flame-retardant polyolefins, silicone masterbatch for LSZH / HFFR cables, improve dispersion in ATH/MDH cable compounds, reduce melt viscosity flame-retardant polyolefin extrusion, cable extrusion processing additives, silicone-based extrusion aids for wires and cables, please visit www.siliketech.com or contact us at amy.wang@silike.cn to learn more.