ポリプロピレン (PP)は、5 つの汎用プラスチックの 1 つであり、あらゆる分野で幅広い用途がありますが、PP の可燃性の特性によりその応用範囲が制限され、さらなる開発が妨げられています。そのため、PP の難燃性改質が注目を集めています。

高分子材料の燃焼過程とメカニズム

高分子材料とは、分子鎖中に炭素、水素、酸素などの元素を含む高分子化合物であり、その多くは可燃性である。高分子材料の燃焼は一連の物理的変化と化学反応の総合であり、高分子材料の燃焼過程では溶融や軟化、体積変化などの特殊な現象を示します。高分子材料の燃焼プロセスは、図に示すように、基本的に次の 3 つのステップに分けることができます。

(1) 温度が徐々に上昇すると、分子鎖内の弱い結合が切断され、材料は熱分解を開始します。ポリマー材料の熱分解が進行し強化されると、材料の表面で小さな分子のガスが徐々に生成されます。これらのガスのほとんどは可燃性であり、これらの可燃性ガスの小さな分子が空気中の酸素と混合し、可燃性ガスが形成されます。ガス混合物;

(2) 分解反応に伴い、高分子材料表面の混合ガスの可燃濃度が徐々に増加し、可燃混合ガスの濃度と外部周囲温度が燃焼に必要な臨界条件に達すると、激しい化学反応が起こり、材料の表面が急速に発火します。


(3) 可燃性混合ガスの急速な燃焼により多量の熱が発生し、発生した熱は材料の底部に広がるだけでなく、材料の周囲環境の温度をさらに上昇させ、燃焼を促進します。物質が分解され、より多くの可燃性ガスが生成され、最終的には燃焼反応が継続します。したがって、ポリマー材料の燃焼は、段階的な促進と循環反応のプロセスと見なすことができます [47]。
炭化水素である PP の酸素指数はわずか 17.4 で、燃えやすく、難燃性が低く、燃焼時の発熱が大きく、火災による滴下が容易に発生し、生命と財産に脅威を与えます。電子・電気機器の分野では、PP の可燃性の特性によりその幅広い用途が制限されるため、難燃性 PP 材料の研究開発を行う必要があります。

難燃メカニズムは、連鎖反応停止メカニズム、表面隔離メカニズム、熱交換メカニズムの遮断という 3 つのカテゴリーに大別できます。
(1) 連鎖反応停止機構 PP の燃焼は、最初に炭化水素が分解され、さらに高温での熱酸化により遊離 H2O に分解され、H2O が燃焼を持続できる理由である。連鎖反応の終結は、HO-で生成された燃焼プロセスを消費することです。

(2) 表面隔離機構 PP の燃焼時、難燃剤は熱を吸収するだけでなく、PP 表面で固体化合物を生成し、その化合物がマトリックスと空気の接触を遮断して燃焼を防止する役割を果たします。 65 (3) 熱交換メカニズムの中断。このメカニズムは、燃焼過程で難燃剤が大量の燃焼熱を吸収するため、燃焼反応が十分な熱を失い、その後自己消火現象が発生することを指します。難燃効果を達成します。

難燃性PPの在庫

金属水酸化物難燃剤

ホウ素系難燃剤

シリコン系難燃剤

リン系難燃剤

窒素系難燃剤

膨張性難燃剤

難燃性PP材料の応用

自動車用バッテリーシェル

バッテリーは新エネルギー車の最も重要な部品の 1 つですが、バッテリーの安全性を保護する役割を担うバッテリー シェルも特に重要であり、絶縁性、耐衝撃性、耐食性、良好な難燃性などのバッテリー パッケージングの要件が求められます。など、従来の電池のパッケージングは​​主に金属材料とシート成形プラスチック (SMC) 材料が使用されています。しかし、これら 2 つの材料の一部は成形プロセスが複雑で高密度であり、新エネルギー車の軽量化に影響を与えるため、低密度で耐衝撃性に優れた PP 材料が注目されています。

マトリックスとして PP 樹脂を使用し、長繊維と難燃剤配合物を添加して、難燃特性を備えた PP 複合材料を溶融ブレンド法によって調製し、新エネルギー車のバッテリーシェルとして使用されます。この PP 材料は、低密度を維持しながら良好な難燃性と衝撃強度を備え、良好なシール性と防水性を備えています。