Gero eta ingurumen-arau zorrotzagoak eta industria elektriko, elektroniko eta automobilgintzako estandarrak etengabe hobetzen ari direnean, nylonezko (poliamida) materialen halogenorik gabeko suaren aurkako joera saihestezina bihurtu da. Hala ere, halogenorik gabeko suaren aurkako sistema ugariren aurrean, hala nola fosforoan oinarritutakoa, nitrogenoa, hidroxido ez-organikoak eta merkatuan oinarritutako silizioa, nola egin aukera zientifiko eta eraginkorrak gai konplexua bihurtu da polimeroen kimika, errekuntza zientzia, erreologia eta material konposatuen interfazearen zientzia. Artikulu honek erabakiak hartzeko oinarri profesionalak ematea du helburu, materialaren ekintza-mekanismoan oinarritutako nylonezko halogenorik gabeko sugar-iragantzaileak aukeratzeko.
Nylon mota asko daude, eta haien egitura kimikoak eta propietate termikoek zuzenean eragiten dute suaren erregaien hautapena.
·PA6 eta PA66: urtze-puntu altua dute (> 250 ℃), prozesatzeko tenperatura-tarte estua eta suaren atzeragarriek egonkortasun termiko bikaina izan behar dute (deskonposizio-tenperatura> 300 ℃ izan behar da). Fosforo organiko deribatu oso egonkorrak (DOPO deribatuak, esaterako) edo azido fosfinikoaren gatz metalikoak erabiltzea gomendatzen da.
·Nilon erdi aromatikoa (PA6T, PA9T) eta tenperatura altuko nylona: prozesatzeko tenperaturak 300 ℃ baino gehiago gainditzen ditu sarritan, eta fosforoan oinarritutako suaren atzeragarri arruntak deskonposatu eta huts egin daitezke. Tenperatura ultra-altuko fosforo-nitrogeno sistema sinergiko egituratu berezia edo polisiloxanozko suaren atzerapena hautatu behar da.
·Nilon gardena eta nylon malgua: gardentasun edo malgutasunerako baldintzak daude, eta errefrakzio-indizea, plastifikatzeko efektuarekin edo partikulen tamaina oso finarekin (nanometro maila) hautatu behar dira.
Nylonaren kristalinitateak suaren atzeragarrien banaketan eta migrazioan eragiten du. Kristalinitate handiko nylonean (adibidez, PA66), suaren atzeragarriak erraz uxatzen dira eremu kristalinotik kanpo eta zona amorfoan kontzentratzen dira, eta horrek "metxa efektua" ekar dezake errekuntza areagotuz. Hautatzerakoan, kontuan hartu behar da suaren atzeratzaileen eta nylonaren fase amorfoen arteko bateragarritasuna, edo morfologia kristalinoa doitzeko agente nukleatzaileak gehitzea.
Halogenorik gabeko suaren atzeratzaile desberdinek errekuntza-zikloa eteten dute bide fisiko eta kimiko desberdinen bidez.
DOPOk eta bere deribatuek ordezkatuta, PO · eta HPO · bezalako erradikal askeak askatzen dira errekuntzan, sutan kate-erreakzioak mantentzen dituzten H · eta OH · erradikalak modu eraginkorrean harrapatzen dituztenak. Hautapenaren adierazle nagusiak: gas-faseko suaren aurkako eraginkortasun handia, UL94 V-0 betetzeko behar den dosi baxua (normalean %15-20 PA66an), baina eragin handia propietate mekanikoetan, batez ere talka-erresistentzian.
·Suaren aurkako hedatuak (IFR) eta nitrogenoa duten materialak: karbono-geruza porotsu eta egonkorra sortzen dute errekuntza gainazalean, beroa eta oxigenoa isolatuz. Hariaren pizteko tenperatura (GWT) altua behar duten aplikazioetarako egokia. Hala ere, arreta jarri behar da nylonarekin karbonizazioaren efektu sinergikoari. Nylon hutsak karbonizazio-tasa baxua du, eta nylonaren deshidrogenazioa eta ikatz bihurtzeko gurutzaketa kataliza dezakeen suaren aurkako sistema aukeratu behar da.
·Metal azido fosfinikoaren gatzak (adibidez, aluminioaren eta zinkaren azido fosfinikoaren gatzak): gas-fasea eta fase kondentsatuaren efektuak dituzte. Suaren aurkako erradikal askeak askatzeaz gain, bere metalaren konposizioak gainazalean karbono/zeramikazko geruza bat sortzea susta dezake, tanta eta isolamenduaren aurkako errendimendu hobea eskainiz, konektore elektrikoetarako bereziki egokia.
·Magnesio hidroxidoa/aluminioa (MDH/ATH): suaren atzerapena betetze-maila handien bidez lortzen da (askotan >% 50), deskonposizioaren bero-xurgapenean (1,2-1,5 kJ/g inguru) eta gas erregaiak diluitzeko ur-lurruna askatzean oinarritzen da. Bere ahultasun larria prozesatzeko jariakortasunaren eta propietate mekanikoen narriadura larria da. Kontuan hartu soilik maila baxuko betetako nylona, kostu oso sentikorra dena eta errendimendu eskakizun baxuak dituena.
Errendimenduaren oinarrizko konparazio parametroak:
·LOI hobekuntza eraginkortasuna: LOI gehikuntza unitateko gehikuntza.
·UL94 errekuntza-maila bertikalaren eta lodieraren arteko erlazioa: produktuaren hormaren lodieraren eta materialaren erabileraren diseinua zehazten duen adierazle ekonomiko garrantzitsu bat.
·Glow hari pizteko tenperatura (GWTI): funtsezkoa segurtasun elektrikorako.
Blokeatzea ez da komeni eta errendimendu dimentsio anitzen artean oreka lortu behar da.
Suaren atzeragarriak, ezpurutasun gisa, estresaren kontzentrazio-puntu bihurtu behar dira. Hautaketa estrategia:
·Azalera aldatzea: silanoa eta titanatoa bezalako akoplamendu-agenteekin tratatutako suaren atzeragarriak aukeratu interfaziaren atxikimendua hobetzeko.
·Partikulen tamaina eta morfologiaren optimizazioa: partikula submikronikoek eta esferikoek trakzio-erresistentzian eta talka-erresistentzian duten eragin negatiboa txikiagoa da partikula lodien edo malutarena baino.
·Gogotze konposatua: aldi berean, anhidrido maleikoa txertatutako POE bezalako tengortzaileak gehitzea suaren aurkako formulari, talkaren indarraren galera konpentsatzeko.
Aplikazio elektrikoek eta elektronikoek CTI handia behar dute (ihesaren jarraipenaren indizearekin alderatuta). Suaren atzeratzaile ioniko batzuek (adibidez, bromuro batzuen ordezkoak) edo higroskopikotasun handia duten suaren aurkako erresistenteek CTI nabarmen murriztu dezakete. Metal fosfinato sistemek normalean CTI balio altuak ematen dituzte (>600V).
Gehitze kopuru handi batek urtuaren biskositatea nabarmen handituko du. Hobetu egin behar da partikulen tamainaren banaketa optimizatuz (banaketa zabala batzuetan gailur bakarreko banaketa baino abantailatsuagoa da) eta propietate lubrifikatzaileak dituzten suaren atzeragarriak hautatuz (estel fosforo serie jakin batzuk, esaterako). Beharrezkoa da proba erreologikoak egitea (erreometro kapilarra edo biraketa), urtze-indizearen epaietan soilik fidatu beharrean.
·Loraldia eta migrazioa: molekula txikiko sugar-iragantzaileak prezipitatzeko joera dute, gainazaleko itsaskortasuna eta izozteak eraginez. Pisu molekular altuko edo suaren atzeratzaile erreaktiboak (polimerizazioan parte har dezaketenak edo nylonezko mutur-taldeekin erreakzionatu dezaketenak) aukeratzea da oinarrizko irtenbidea.
·Koloreen egonkortasuna: fosforoan oinarritutako suaren atzeragarri asko horia izaten dute tenperatura altuko prozesatzean edo epe luzerako erabileran. Zahartze termikoaren ondoren hasierako kromatikotasuna eta kolore-aldea (Δ E) ebaluatu behar dira.
·Egonkortasun hidrolitikoa: Nylonak hezetasuna xurgatzeko joera du. Suaren aurkakoek hezetasuna xurgatzen badute edo hidrolisia sustatzen badute, materialaren zahartzea bizkortuko da. Epe luzerako bero hezearen zahartze-probak (adibidez, 85 ℃/% 85 RH) egin behar dira.
Nylonentzako halogenorik gabeko suaren aurkako erresistenteak aukeratzea ez da "ordezkapen" edo "proba" sinple bat, materialen interakzio-printzipioen ulermen sakonean oinarritutako formulazio sistematikoko diseinu-proiektu bat baizik. Sugar-iragantzaile idealak eragin minimoa izan behar du nylonezko matrizearen propietate intrintsekoetan, prozesagarritasunean eta epe luzeko fidagarritasunean, helburuko suaren aurkako eraginkortasunaren arabera, arauzko eta kostuen mugak betetzen dituen bitartean. Etorkizuneko joera da halogenorik gabeko sistema erreaktiboak garatzea, pisu molekular handiko eta funtzio anitzeko, eta baita soluzio adimentsuak ere nanoteknologiarekin eta lankidetza-teknologiarekin konbinatuta, integrazio multifuntzionala lortzeko, hala nola suaren erresistentzia, errefortzua eta gogortzea.
