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影响测定无卤玻纤增强材料中玻纤含量的最大因素X竟然是它!
时间:2019-01-02      点击数:1773


大家好,我是老台

出场从来不落俗套


前几日一位行业里的朋友A打电话问我

你们家无卤阻燃剂的成炭量是多少啊?



听完这个问题,一向严谨的我马上抛出疑问

   

此时朋友A打断了我的提问…


我们有一款玻纤增强PP料产品,按照客户要求添加了阻燃剂进行改性之后,在测定时却总烧不净,进而无法准确控制玻纤含量,因此很想让老台你帮忙支个招!!!



哎呀,你早说嘛

认真思考之后

我决定给朋友A全方位科普下

如何准确测定无卤玻纤增强材料中的玻纤含量


并推荐一套塑道学苑总结的玻纤含量测定方法——暂称“无卤增强测的准公式”。


小知识        塑道学苑

在传统的无卤阻燃增强聚丙烯材料的生产加工过程中,树脂基体、阻燃剂及各种粉剂会通过主喂料口加入,而玻纤会通过玻纤口/侧喂料口加入,通过调整主机转速和喂料速度之间的比例,经过灰分的测定,即可调整出需要的玻纤比例。


由于PP材料中用的无卤阻燃剂,目前基本上都是膨胀型阻燃剂,它们在高温下会有不同程度的成炭,这会给精准测定玻纤含量带来较大的困难。



不过不用担心,因为“无卤增强测的准公式”来了!首先,我们做几个假设来研究下上述问题。


假设1:树脂、阻燃剂、其它助剂混合均匀从主喂料口加入


假设2:玻纤通过玻纤口喂入


假设3:玻纤跟阻燃剂等其它助剂没有发生化学反应

在上述前提下,我们先通过挤出机和切粒机造粒,分别制备不含玻纤和含玻纤的样品。


然后进行如下操作:



假设玻纤含量为X(%),那么我们可以算出在步骤2中


残余质量=玻纤的灰分质量+树脂与阻燃助剂的灰分质量


用公式表达即b=Xm+(1-X)a,推算可得X=(b-a)/(m-a),这就是“无卤增强测的准公式”


为了验证这个公式的正确性

我决定真的做个实验



实验原料:PP,膨胀性阻燃剂,短玻纤,其他助剂


实验步骤:



高温煅烧后的残余物质对比见下图



我们对坩埚进行质量称取,记录数据并计算




而根据我们平常的算法:玻纤含量=残余质量/粒子质量,计算结果是25.57%,这与我们实验称量值20%相比,明显偏高。这是因为阻燃剂灼烧不净,使得平常的算法中所定义的残余质量,实际上包含了阻燃剂灰分质量,因此计算结果偏高。另外,灼烧的温度和时间不同,阻燃剂成炭量也不相同。



事实上,该理论比较适用于料筒加入料为有一定成炭量且不易精准算出的填料物质的情况,比如多数为无机填充料,如陶土、滑石、硅藻土、二氧化硅、云母粉、石棉、金属、金属氧化物等。


老台总结

目前很多企业多已采用失重称短玻纤的加工工艺,但对于未知无卤阻燃增强样品中的玻纤含量分析及传统工艺生产的无卤阻燃增强材料中玻纤的计算和控制,本公式理论仍具有重要的参考意义。

说了这么多口都干了

不知道有没有解决朋友A的问题



此时的朋友A

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