Dėl puikaus šviesos pralaidumo, atsparumo smūgiams ir matmenų stabilumo polikarbonatas (PC) plačiai naudojamas aukštos klasės skaidriuose antipirenuose komponentuose (tokiuose kaip elektroniniai langai, apšvietimo įranga ir greitųjų geležinkelių interjeras). Šiame straipsnyje bus analizuojamas šio sinergetinio dizaino techninis kelias iš daugialypės perspektyvos.
1. Sklaidos kontrolė: dalelių dydis turi būti žymiai mažesnis už matomos šviesos bangos ilgį (<40 nm) ir labai atitikti matricos lūžio rodiklį.
2. Sąsajos kontrolė: dalelės turi pasiekti beveik molekulinio lygio dispersiją matricoje, kad būtų išvengta aglomeratų sukeltos šviesos sklaidos.
3. Antipireno efektyvumas: nano-ATH turi suaktyvinti veiksmingą kondensuotos fazės antipireno mechanizmą esant mažam apkrovos lygiui (paprastai 10–20 masės %).
ĮprastaATH(dalelių dydis 1-10 μm) gali sukelti stiprią šviesos sklaidą, dėl kurios medžiaga opalescencija. Priešingai, nano-ATH, patobulintas taikant nusodinimo metodus (vidutinis dalelių dydis D50 < 50 nm ir siauras pasiskirstymas), dėl savo matmenų, daug mažesnių nei matomos šviesos bangos ilgiai, ir reguliuojamų optinių savybių keičiant paviršių, yra pagrindinis šio konflikto sprendimas.
1. Pagrindiniai nanokritimo ATH efektyvumo rodikliai
· Dalelių dydis ir morfologija: pirmenybę teikia beveik sferinėms arba taisyklingoms šešiakampėms trombocitų formos nanodalelėms. Sferinės dalelės turi izotropiją, naudojant paprastą sklaidos modelį; Tam tikro storio šešiakampiai trombocitų formos nanokristalai taip pat gali sumažinti sklaidą, kai yra orientuoti lygiagrečiai šviesos krypčiai.
Natrio jonų likutis: kontroliuokite, kad Na⁺ kiekis būtų < 50 ppm, kad nebūtų katalizuojamas PC hidrolizės skilimas apdorojant aukštoje temperatūroje.
2. PC matricos parinkimas ir stabilizavimas
Optinės klasės PC derva: pasirinkite klases su mažai priemaišų, mažai pakitusios spalvos ir siauro molekulinės masės pasiskirstymo, kurių pradinis šviesos pralaidumas >88%.
Hidrolizės stabilizatoriai ir antioksidantai: epoksidinių junginių ir fosfito esterių antioksidantų reikia pridėti iš anksto, kad būtų apsaugotas esterių jungčių stabilumas apdorojimo metu, kai yra ATH.
1. Antipireno mechanizmas (sinerginis poveikis)
Nano-ATH neveikia atskirai asmeniniame kompiuteryje
Fizinis barjeras: Degimo metu nanodalelės migruoja į išlydytą PC paviršių ir sinergijoje su anglies sluoksniu, susidariusiu dėl paties PC irimo, sukuria tankų „Al2O3-anglies“ sudėtinį apsauginį sluoksnį.
2. Optinio efektyvumo išlaikymo mechanizmas
Lūžio rodiklio atitikimas: modifikuojant paviršių, lūžio rodiklio skirtumas (Δn) tiesATH-polimero sąsaja sumažinama žemiau 0,01. Remiantis sklaidos teorija, sklaidos skerspjūvis yra proporcingas (Δn)², todėl pasiekiamas „optinis skaidrumas“.
Pašalinkite aglomeratus: aglomeratai yra pagrindinis šviesos sklaidos šaltinis. Pagrindinis pirmiau minėtos sąsajos ir dispersijos proceso tikslas yra pasiekti išsklaidytą būseną, kai pirminės nanodalelės yra pagrindiniai vienetai.
1. Optinė charakteristika: naudokite miglos matuoklį ir spektrofotometrą, kad apibūdintumėte bendrą šviesos pralaidumą (TT) ir miglotumą. Tikslas: TT>82%, migla <8%.
2. Antipireno savybės: UL-94 vertikalus degimas (V-0, kai storis 1,6 mm ir didesnis), galutinis deguonies indeksas (LOI>30%). Kartu su kūginės kalorimetrijos (CONE) didžiausio šilumos išsiskyrimo greičio (pHRR) ir bendro šilumos išsiskyrimo (THR) analize įvertinkite tikrąjį gaisro pavojų.
3. Sąsaja ir decentralizuotas vertinimas:
· Didelės skiriamosios gebos TEM: vizualiai stebėkite nanodalelių dispersijos būseną ir paviršinio sluoksnio storį.
· Dinaminė reologija: žemo dažnio diapazone saugojimo modulio (G ') plato vertė gali jautriai atspindėti nanodalelių tinklo sklaidos laipsnį.
4. Mechaninių savybių balansas: Gera nanodalelių dispersija paprastai gali išlaikyti aukštą įpjovos smūgio stiprumo lygį ir padidinti lenkimo modulį, tačiau reikia atkreipti dėmesį į elastingumo ir standumo pusiausvyrą.
Didelio skaidrumo ugniai atsparių PC kompozitinių medžiagų su nano nusodinimu projektavimasATHKadangi esmė yra ne tik fizinis maišymas, bet ir kelių lygių integruota sistemos inžinerija nuo molekulinės sąsajos projektavimo iki nanoskalės dispersijos valdymo ir tada iki makroskopinio apdorojimo sukeltos orientacijos.
Raktas į sėkmę slypi giliame nano-nusodinto ATH savybių (dalelių dydžio, morfologijos, paviršiaus chemijos) supratimu ir panaudojimu, „optinio ir cheminio suderinamumo“ su PC matrica pasiekimu naudojant tikslią sąsajos molekulinę inžineriją, o vėliau naudojant kryptinio apdorojimo technologiją užfiksuojant šį nanoskalės pranašumą makroskopiniuose gaminiuose. Galutinis tikslas – padaryti, kad nano ATH nebebūtų „svetimas objektas“ kompiuteryje, o nematoma, bet nepakeičiama jo funkcinio skeleto sudedamoji dalis, taip sinergiškai suteikiant medžiagai iš pažiūros prieštaringų išskirtinių savybių – skaidrus kaip stiklas ir antipirenas kaip akmuo. Tai žymi naują ugniai atsparių polimerinių medžiagų projektavimo etapą, pereinant nuo tradicinio „našumo kompromiso“ prie išmaniojo „našumo kūrimo bendradarbiaujant“.
