การประยุกต์ใช้แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ในพลาสติก

การประยุกต์ใช้แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ในพลาสติก

1. ฟังก์ชั่นสารหน่วงไฟ: การเพิ่มความปลอดภัยจากอัคคีภัยของพลาสติก

• กลไกการหน่วงไฟ:
  แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์สลายตัวที่อุณหภูมิสูง (2มก.(โอ้)₂ → MgO + 2H₂O↑). กระบวนการนี้ดูดซับความร้อนจำนวนมาก, ซึ่งสามารถลดอุณหภูมิพื้นผิวของพลาสติกและชะลอการสลายตัวด้วยความร้อน; ไอน้ำที่เกิดจากการสลายตัวสามารถทำให้ออกซิเจนและก๊าซไวไฟรอบๆ พลาสติกเจือจางได้, ยับยั้งการเผาไหม้; แมกนีเซียมออกไซด์ที่เกิดขึ้น (MGO) จะสร้างชั้นฉนวนกันความร้อนหนาแน่นบนพื้นผิวพลาสติก, ปิดกั้นความร้อนและออกซิเจนเพิ่มเติม, บรรลุผลลูกโซ่ของ “สารหน่วงไฟ – การปราบปรามการเผาไหม้ – ดับไฟได้เอง”.
• ประเภทพลาสติกที่ใช้งานได้:
  เหมาะสำหรับพลาสติกหลายชนิด เช่น โพลีเอทิลีน (PE), โพลีโพรพีลีน (PP), โพลีไวนิลคลอไรด์ (พีวีซี), เอบีเอส เรซิน, และอีพอกซีเรซิน. ตัวอย่างเช่น, การเติมแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ลงในวัสดุสาย PE สามารถทำให้สายเคเบิลเป็นไปตามมาตรฐานสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนและควันต่ำ; การใช้มันในแผ่น PP สามารถปรับปรุงระดับการทนไฟในการก่อสร้างและเครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน.
• ข้อดี:
  เมื่อเปรียบเทียบกับสารหน่วงไฟที่ใช้ฮาโลเจนแบบดั้งเดิม, แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์มีลักษณะเป็น ปราศจากฮาโลเจน, ควันต่ำ, และความเป็นพิษต่ำ. ไม่ก่อให้เกิดก๊าซที่มีฤทธิ์กัดกร่อน (เช่น ไฮโดรเจนเฮไลด์) ระหว่างการเผาไหม้, สอดคล้องกับ EU RoHS, REACH และกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมอื่นๆ, และเป็นหนึ่งในวัสดุหลักสำหรับ “สารหน่วงไฟสีเขียว”.

2. การปราบปรามควันและลดความเป็นพิษ: การลดอันตรายจากไฟไหม้

• ในระหว่างการเผาไหม้ของพลาสติก, แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์สามารถยับยั้งการเกิดควันได้, ลดความเข้มข้นของควันและการปล่อยก๊าซพิษ (เช่นคาร์บอนมอนอกไซด์และไนโตรเจนออกไซด์). คุณลักษณะนี้ทำให้มีความสำคัญอย่างยิ่งในพลาสติกในอาคาร (เช่นเปลือกหอยเครื่องใช้ในบ้านและวัสดุตกแต่งภายใน), ซึ่งสามารถลดการบาดเจ็บทุติยภูมิที่เกิดจากการหายใจไม่ออกของควันหรือการมองเห็นที่บกพร่องในกองไฟ.

3. การปรับเปลี่ยนวัสดุ: การเพิ่มประสิทธิภาพคุณสมบัติทางกลและเคมีฟิสิกส์ของพลาสติก

• การเพิ่มคุณสมบัติทางกล:
  เป็นสารตัวเติมอนินทรีย์, แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์สามารถรวมกับเมทริกซ์พลาสติกเพื่อปรับปรุงความแข็งของวัสดุ, ความแข็งแกร่ง, ทนต่อแรงกระแทก, และทนต่อการสึกหรอ. ตัวอย่างเช่น, เพิ่มปริมาณการปรับเปลี่ยนพื้นผิวที่เหมาะสม (เช่น รักษาด้วยสารคัปปลิ้ง) แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็น PP สามารถปรับปรุงความแข็งแรงดัดและต้านทานการบิดเบือนความร้อนได้.
• การปรับปรุงความต้านทานความร้อนและการต้านทานความชรา:
  แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์มีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูงและเสถียรภาพทางเคมีได้ดี, ซึ่งสามารถเพิ่มอุณหภูมิการเปลี่ยนรูปเนื่องจากความร้อนของพลาสติกได้, ชะลออัตราการชราลงด้วยแสง, ความชื้น, และสภาพแวดล้อมที่ร้อน, และยืดอายุการใช้งานของผลิตภัณฑ์. ตัวอย่างเช่น, การเพิ่มลงในท่อพลาสติกกลางแจ้งและที่บังแดดสามารถเพิ่มความทนทานต่อสภาพอากาศได้.
• การลดต้นทุน:
  เป็นสารตัวเติม, แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์มีราคาค่อนข้างต่ำ. โดยถือว่าไม่ส่งผลกระทบต่อประสิทธิภาพของพลาสติกอย่างมีนัยสำคัญ, สามารถทดแทนเรซินได้บางส่วน, ลดต้นทุนวัตถุดิบ.

4. แอปพลิเคชันที่ปรับแต่งเฉพาะในสาขาเฉพาะ

• อุตสาหกรรมสายไฟและสายเคเบิล: ในวัสดุสายไฟไร้ควันและปราศจากฮาโลเจน, แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์เป็นสารหน่วงไฟหลัก, ซึ่งสามารถตอบสนองความต้องการของสายเคเบิลที่มีสารหน่วงไฟสูงและความเป็นพิษของควันต่ำ, และใช้กันอย่างแพร่หลายในการก่อสร้าง, การขนส่งทางรถไฟ, เรือและสาขาอื่นๆ.
• สาขาอิเล็กทรอนิกส์และไฟฟ้า: ในเปลือกพลาสติก, ขั้วต่อและส่วนประกอบอื่นๆ, แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์สามารถปรับปรุงเกรดวัสดุหน่วงไฟได้ (เช่น UL94 V-0), ในขณะที่หลีกเลี่ยงการกัดกร่อนของชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ด้วยสารหน่วงการติดไฟแบบดั้งเดิม.
• วัสดุบรรจุภัณฑ์: ในพลาสติกสำหรับบรรจุภัณฑ์อาหารและยา, ความเป็นพิษและเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ทำให้เป็นสารเติมแต่งที่ต้องการ, ซึ่งสามารถเพิ่มความปลอดภัยและทนความร้อนของวัสดุบรรจุภัณฑ์ได้.

หมายเหตุการใช้งาน

• การปรับเปลี่ยนพื้นผิว: แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์มีขั้วที่แข็งแกร่งและเข้ากันไม่ได้กับพลาสติกที่ไม่มีขั้ว (เช่น PE และ PP). จะต้องได้รับการบำบัดพื้นผิวด้วยไซเลน, ไททาเนตและสารเชื่อมต่ออื่นๆ เพื่อปรับปรุงการกระจายตัวและแรงยึดประสานของส่วนต่อประสาน.
• การควบคุมจำนวนเงินเพิ่มเติม: ผลการหน่วงไฟจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณที่เติม, แต่การเติมมากเกินไปจะทำให้คุณสมบัติทางกลลดลง (เช่นความเหนียว) ของพลาสติก. จำเป็นต้องสร้างสมดุลระหว่างสารหน่วงการติดไฟและความสามารถในการแปรรูปตามความต้องการเฉพาะ.
• การเลือกขนาดอนุภาค: แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ที่ละเอียดเป็นพิเศษหรือขนาดนาโนสามารถลดผลกระทบด้านลบต่อประสิทธิภาพของพลาสติกและปรับปรุงประสิทธิภาพการหน่วงไฟได้, แต่ต้นทุนก็สูงกว่า, ดังนั้นจึงควรเลือกตามสถานการณ์การใช้งาน.

สรุป