Cén fáth a Úsáidtear 3.5 Borate Sinc Hiodráitithe go Coitianta mar Retardant Lasair i gCáblaí PVC?

Is é clóiríd polaivinile (PVC) an rogha is mó maidir le insliú cábla agus ábhair sheath, agus tá baint dhíreach ag a n-airíonna lasair-retardant le hoibriú sábháilte an chórais chumhachta. I measc go leor lasair-retardants,3.5 bóráit since hiodráitithe (2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O)tar éis éirí mar phríomh-chomhpháirt i bhfoirmíochtaí cábla PVC. Déanfaidh an t-alt seo anailís chórasach ar an mbonn eolaíoch atá taobh thiar den rogha seo.

I. Bunús ceimiceach meicníocht lasair-retardant: éifeacht sineirgisteacha il-mhodh

1.1 Próiseas díhiodráitithe agus ionsú teasa sa chéim dianscaoilte teirmeach

Tá an cion uisce criostail de 3.5% bóráit since hiodráitithe (thart ar 14.5%) deartha go beacht chun meaitseáil idéalach a bhaint amach idir a theocht dianscaoilte teirmeach agus an teocht dianscaoilte tosaigh PVC (thart ar 200-300 ° C). Nuair a bhuaileann an cábla foinse dóiteáin, scaoileann bóráit since uisce criostalach sa raon teochta 210-320 ° C.

Zn₂B₆O₁₁·3.5H₂O → Zn₂B₆O₁₁ + 3.5H₂O↑

Glacann an próiseas seo méid mór teasa (eantalpacht díhiodráitithe de thart ar 280 J/g), ag laghdú go héifeachtach teocht dromchla an ábhair agus ag cur moill ar ráta díghrádaithe teirmeach an mhaitrís roisín PVC. I gcomparáid le foirmeacha hiodráitithe níos airde mar 5-hydrate agus 7-hydrate, tá an fhuinneog teocht díhiodráitithe de 3.5 hydrate níos cruinne, ag seachaint spotaí dalla cosanta de bharr díhiodráitithe roimh am nó díhiodráitiú moillithe.

1.2 Meicníocht foirmiú ciseal cosanta gloineach

Leánn bóráit since ainhidriúil díhiodráitithe (Zn₂B₆O₁₁) ag 400-500°C agus imoibríonn sé le clóiríd hidrigine (HCl) a tháirgtear trí dhianscaoileadh PVC:

Zn₂B₆O₁₁ + 12HCl → 2ZnCl₂ + 6BCl₃ + 6H₂O

Feidhmíonn an ZnCl₂ agus BCl₃ ghinte mar chatalaíoch aigéad Lewis chun imoibriú trasnasctha PVC a chur chun cinn, ag cruthú ciseal carbóin leathnaithe. Ag an am céanna, déantar ocsaíd bhóróin a thiontú ina ghloine slaodach B₂O₃ ag teocht os cionn 700°C

2BCl₃ + 3H₂O → B₂O₃ + 6HCl

Clúdaíonn an comhlacht gloine dromchla an chiseal carbóin, rud a chruthaíonn bacainn dhian cosanta. Féadann a shlaodacht dhinimiciúil (10³-10⁴ Pa·s) cosc ​​a chur go héifeachtach ar thréscaoilteacht ocsaigine agus ar aistriú teasa ag teocht an lasrach.

Ⅱ. Comhoiriúnacht uathúil agus éifeacht sineirgisteacha le córas PVC

2.1 Feidhm Gníomhaire Gabhála Aigéad a bharrfheabhsú

Ní hamháin go luathaíonn an HCl a scaoiltear ó phirealú PVC díghrádú ábhartha, ach táirgeann sé deatach creimneach agus tocsaineach freisin.Sinc borategabhann sé HCl go héifeachtach trí imoibriú dhá chéim:

1. Gabháil phríomhúil: Imoibríonn grúpaí hiodrocsaile dromchla le HCl chun ZnCl ₂ agus aigéad bórach a ghiniúint

2. Gabháil thánaisteach: Imoibríonn an t-aigéad bórach ginte tuilleadh le HCl chun BCl₃ a fhoirmiú

Is féidir le gach caochÚn de 3.5 bóráit since hiodráitithe 12 mol de HCl a ithe go teoiriciúil, le cumas gabhála 43.7%. I gcomparáid le retardants lasair traidisiúnta ar nós hiodrocsaíd alúmanaim (ach 33%), tá méadú 32% ar a éifeachtúlacht neodrú mais-aigéad aonad.

2.2 Feabhsú Sineirgisteach le Trí-ocsaíd Antamón

I bhfoirmiú cáblaí PVC, léiríonn borate since éifeacht sineirgiste suntasach le Sb₂O₃:

Zn₂B₆O₁₁ + Sb₂O₃ + HCl → ZnSb₂O₅+céim ghloine borosilicate

Tá tréithe cobhsaíochta ard teirmeach (> 1000 ° C) agus cumas carbónú catalaíoch láidir ag an spinel antamóin since ginte (ZnSb₂O₅). Léiríonn sonraí turgnamhacha, nuair a dhéantar bóráit since le Sb ₂ O3 i gcóimheas mais 3:2, is féidir an t-innéacs teorainn ocsaigine (LOI) a mhéadú ó 28% go 34%, agus is féidir an dlús deataigh a laghdú 40%.

2.3 Tionchar íosta ar airíonna meicniúla ábhair

I gcomparáid le lasair-retardants le méideanna cáithníní comhchosúla, níl cruas Mohs de 3.5 bóráit since hiodráitithe ach 2.5, i bhfad níos ísle ná líontóirí mar shilice (7.0). Is féidir leis an bhfoirm criostail leatháin (meánmhéid na gcáithníní 1-3 μ m, cóimheas gné 8-15) cruach "cosúil le cárta" a fhoirmiú i maitrís PVC. Nuair a chuirtear leis ag dáileog de 15-20 phr:

· Ráta coinneála neart teanntachta>85%

·Ní thagann laghdú ach 12-18% ar an fadú ag am sosa

·Tá an tionchar ar inphróiseálacht easbhrúite i bhfad níos ísle ná an tionchar a bhíonn ag lasair-retardants mar hiodrocsaíd mhaignéisiam

Ⅲ. 3.5 Buntáistí innealtóireachta a bhaineann le foirm hiodráitithe

3.1 Iarmhéid idir cobhsaíocht theirmeach agus fuinneog próiseála

Comparáid feidhmíochta idir bóráit since le céimeanna éagsúla hiodráitithe:

3.5 Fanann hiodráití cobhsaí ag gnáth-theocht easbhrúite PVC (170-190 ° C) chun porosity agus lochtanna dromchla de bharr díhiodráitithe le linn próiseála a sheachaint.

3.2 Feidhmíocht Leictreach a Ráthaíocht

Nuair atá tairiseach tréleictreach bóráit since (ε _r = 4.2-4.8) gar do mhaitrís PVC (ε _r = 4.0-4.5), agus a struchtúr cisealta socraithe comhthreomhar le treo an réimse leictrigh:

·Coinnigh friotachas toirte os cionn 10 ¹⁴Ω· cm

·Tá an méadú ar luach tadhlaí caillteanais tréleictreach níos lú ná 0.002

·Tá tionchar íosta aige ar aonfhoirmeacht toilleas na gcáblaí

3.3 Buntáistí dúbailte a bhaineann le gnéithe comhshaoil ​​agus sábháilteachta

Cairdiúlacht comhshaoil:

·Géarthocsaineacht bhéil LD50>5000 mg/kg (leibhéal neamhthocsaineach iarbhír)

·Ní bhíonn halaiginí, miotail throma (luaidhe, caidmiam, cróimiam, srl.) ann.

· Laghdú 35% ar ghiniúint CO i dtáirgí dócháin (i gcomparáid le córais thraidisiúnta lasair-mhoillithe)

Meicníocht um chosc deataigh:

Cuireann since borate foirmiú struchtúir charbóin aramatacha chun cinn in ionad blúirí alafatacha i PVC, ag méadú teocht tairsí núiclithe na gcáithníní deataigh ó 350 ° C go 480 ° C agus ag laghdú dlús deataigh (modh NBS) 50-60%.

Ⅳ. Cásanna iarratais speisialta

·Ceanglais íseal saor ó thobac agus saor ó halaigine: Is féidir dlús deataigh IEC 61034<200 a bhaint amach má mhéadaítear an dáileog de bhoráit since go 25 phr, in éineacht le hiodrocsaíd mhaignéisiam (40 phr),

· Leibhéal ard friotaíochta teasa (105 ° C): ag baint úsáide as plaistigh eistir aigéad trimellitic, déantar dromchla an bhórait since a chóireáil le gníomhaire cúplála silane, agus coinnítear an ráta coinneála fadaithe tar éis dul in aois teirmeach ag> 70%

Conclúid:

Feidhm na3.5 bóráit since hiodráitithei gcáblaí PVC léiríonn na smaointe lárnacha "sineirgíocht meicníochta il" agus "cothromaíocht feidhmíochta" san eolaíocht lasair-retardant. Mar gheall ar a ábhar uisce criostail beacht, cumas gabhála aigéad den scoth, sineirgíocht éifeachtach le retardants lasair bunaithe ar antamón, agus tionchar íosta ar airíonna leictreacha agus meicniúla ábhar, is rogha iontach é chun freastal ar riachtanais chuimsitheacha mhoilliú lasair cábla nua-aimseartha, deataigh íseal, neamhthocsaineacht, agus iontaofacht ard.