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に使用されていますが、PP の可燃性の特性により応用範囲が制限され、PP 材料のさらなる開発が妨げられています。 PP の難燃性改質が注目されています。

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す。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が起こります。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られます。

(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は徐々に増加し、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、暴力的な化学物質が発生します。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みなすことができます。

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、火災による液だれが発生しやすく、生命や財産に脅威を与えます。電子・電気機器の分野では、PPの可燃性がその応用範囲を制限するため、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、熱交換遮断メカニズムの 3 つに大別できます。

(1) 連鎖反応停止メカニズム 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 が連鎖反応して燃焼が持続し、燃焼が停止する理由となります。連鎖反応は、HO-で生成される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。
(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、燃焼反応に十分な熱が不足し、その後自己消火現象が発生して難燃剤が得られることを指します。効果。

難燃PP在庫

金属水酸化物難燃剤

ホウ素系難燃剤

シリコン難燃剤

リン系難燃剤

窒素系難燃剤

膨張性難燃剤

難燃性PP素材の用途

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、良好な難燃性を備えたバッテリーパッケージングの要件が求められます。従来の電池パッケージは、遅延特性などを考慮して、主に金属材料やシート成形プラスチック (SMC) 材料が使用されていました。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るため、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。

PP樹脂をマトリックスとして使用し、長繊維と難燃剤配合物を加え、溶融混合法により難燃特性を備えたPP複合材料を製造し、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。低密度を維持しながら難燃性と衝撃強度に優れ、シール性と防水性に優れたPP素材です。