Na difríochtaí in airíonna lasair-retardant idir PE agus PVC

Sa tionscal próiseála plaisteach agus iarratais tionsclaíochta, tá poileitiléin (PE) agus clóiríd polaivinile (PVC) ar dhá cheann de na plaistigh ilchuspóireacha is forleithne a úsáidtear, a chlúdaíonn pacáistiú, tógáil, talmhaíocht, insliú leictreach agus réimsí líneála tionsclaíochta. Creideann go leor ceannaitheoirí agus próiseálaithe trí dhearmad gur féidir le retardants lasair tráchtála deireadh a chur go hiomlán le inadhainteacht ábhar Corpoideachais agus cur ar chumas PE an leibhéal céanna lasair-retardant mar PVC modhnaithe a bhaint amach. Mar sin féin, cruthaíonn líon mór tástálacha dócháin ábhair údarásacha agus fíorú caighdeánach tionsclaíoch go bhfuil lochtanna bunúsacha ag PE i bhfeidhmíocht lasair-retardant nach féidir a dhíchur go bunúsach. Fiú amháin tar éis modhnú lasair-retardant ard-dáileog, is féidir le hábhair PE sruthán go leanúnach fós faoi choinníollacha tine oscailte marthanacha agus ardteochta, agus tá a gcobhsaíocht chuimsitheach lasair-retardant i bhfad níos lú ná sin PVC. Comhcheanglaíonn an t-alt seo sonraí tástála dócháin idirnáisiúnta, taighde meicníocht pirealú polaiméire agus paraiméadair chaighdeánacha tionscail chun anailís eolaíoch a dhéanamh ar an mbearna riachtanach i moilliú lasair idir PE agus PVC, agus soiléiriú a dhéanamh ar na teorainneacha a bhaineann le modhnú lasair-retardant le haghaidh PE.

Ar an gcéad dul síos, eascraíonn an difríocht bhunúsach i bhfeidhmíocht lasair-retardant idir PE agus PVC as a struchtúr móilíneach agus a n-airíonna bun-ábhar, rud nach féidir a athrú ó thaobh fisiceach agus ceimiceach. De réir an taighde cinéiteach dócháin polaiméire a foilsíodh san iris MDPI Fire i 2025, tá 56.7% d'eilimintí clóirín ag PVC ina slabhra mhóilíneach, atá ina chomhpháirt lasair-retardant halaigine nádúrtha gan cur leis láimhe. I gcodarsnacht leis sin, tá PE íon comhdhéanta go hiomlán d'eilimintí carbóin agus hidrigine, gan aon ghrúpaí lasair-retardant dúchasach. Baineann sé le polaiméir hidreacarbóin tipiciúil an-inadhainte, le friotaíocht dóiteáin thar a bheith íseal agus gan aon chumas féin-mhúchadh ina stát bunaidh.

Is féidir leis an Innéacs Teorainneacha Ocsaigin (LOI), an t-innéacs idirnáisiúnta is croíláir chun inadhainteacht ábhair a mheas, an bhearna idir an dá ábhar a léiriú go hintuigthe. Tá an tástáil LOI bunaithe ar an gcaighdeán ISO 4589-2, a thagraíonn don tiúchan íosta ocsaigine a theastaíonn chun tacú le dócháin ábhair. Dá airde an luach LOI, is deacra é an t-ábhar a dhó. Léiríonn sonraí tástála údarásacha ón Institiúid Vinyl go bhfuil luach LOI de 45%–48% ag PVC íon docht, atá i bhfad níos mó ná an tairseach criticiúil lasair-retardant de 28%. Ní féidir leis a dhó ach go cobhsaí i dtimpeallacht atá saibhir ó thaobh ocsaigine agus tá feidhmíocht féinmhúchta den scoth aige san aer nádúrtha. I gcodarsnacht ghéar, níl luach LOI ach 19.0% ag PE íon, atá níos ísle ná an tiúchan ocsaigine 21% san aer gnáth. Ciallaíonn sé seo gur féidir le PE íon sruthán faoi shaoirse agus go leanúnach i dtimpeallachtaí atmaisféaracha traidisiúnta, gan cumas lasair-retardant nádúrtha beagnach.

Déanann go leor fiontair iarracht lochtanna inadhainteachta PE a chúiteamh trí retardants lasair neamhorgánacha agus orgánacha cosúil le polyphosphate amóiniam (APP), hiodrocsaíd mhaignéisiam agus hiodrocsaíd alúmanaim a chur leis. Mar sin féin, cruthaíonn sonraí turgnamhacha nach féidir le lasair-retardants ach luas dócháin agus scaoileadh teasa PE a laghdú beagán, ach ní féidir le PE éifeachtaí neamh-indóite nó cobhsaí lasair-retardant a bhaint amach, agus is féidir le PE modhnaithe sruthán go foréigneach fós faoi choinníollacha tine oscailte marthanach. De réir sonraí taighde 2025 ó Iris Eolaíocht agus Teicneolaíocht Ábhar na Síne, fiú nuair a chuirtear PE le retardant lasair ilchodach ard-éifeachtúlachta 25% (an cion uasta a cheadaítear le teicneolaíocht próiseála tionsclaíoch), ní féidir a luach LOI a mhéadú ach go 28.5% -30.2%. Cé go sroicheann sé an bunchaighdeán lasair-retardant sa tástáil dhó ingearach gearrthéarmach UL-94, a luaithe a mhaireann an lasair seachtrach ar feadh níos mó ná 30 soicind, déanfaidh an PE modhnaithe adhaint go hiomlán, ag gabháil le leá leanúnach, sileadh agus scaipeadh dócháin. I gcomparáid leis sin, is féidir le gnáth-PVC neamh-mhodhnaithe féin-mhúchadh laistigh de 2 soicind tar éis an fhoinse dóiteáin a fhágáil, gan aon feiniméan dócháin sileadh.

Is iad meicníochtaí éagsúla pirealaithe agus lasair-retardant an dá ábhar an phríomhchúis nach féidir le retardants lasair feabhas iomlán a chur ar lasair-mhilliú PE. De réir taighde tástála comhcheangailte TG-FTIR-GC/MS ar chinéitic pirealaithe polaiméire, braitheann PVC ar a eilimintí clóirín inmheánacha chun gás clóiríd hidrigine (HCl) a dhianscaoileadh agus a scaoileadh nuair a théitear é. Is féidir le HCl ocsaigin a leithlisiú, fréamhacha saor ó dhóchán gníomhach a ghabháil, agus deireadh a chur leis an imoibriú slabhra dócháin go bunúsach. Ag an am céanna, foirmeoidh PVC ciseal dlúth agus cobhsaí carbóin ar an dromchla le linn pirealú, rud a d'fhéadfadh bac a chur ar aistriú teasa agus cosc ​​a chur ar ábhair inmheánacha leanúint ar aghaidh ag lobhadh agus ag sruthán.

Mar sin féin, tá meicníocht lasair-retardant PE modhnaithe go hiomlán éighníomhach. Ní imríonn an lasair-retardant a chuirtear le Corpoideachas ach ról ionsú teasa agus aonrú ocsaigine i gcéim superficial an dócháin. Nuair a bhíonn teocht ard leanúnach os cionn 350 ℃, déantar scission randamach ar an slabhra mhóilíneach PE, agus teipfidh an lasair-retardant go tapa tar éis dianscaoileadh agus caillteanas ardteochta. Thairis sin, déanfaidh PE líon mór braoiníní leáite a tháirgeadh le linn dócháin. Ní hamháin go leathnóidh na drips leáite ardteochta seo an lasair ach freisin luasóidh siad dianscaoileadh teirmeach na n-ábhar atá fágtha, ag cruthú timthriall fí dócháin. Fiú má fhoirmíonn an dromchla ciseal carbóin, tá sé scaoilte agus leochaileach, in ann seasamh in aghaidh bácála ardteochta fadtéarmach agus creimeadh lasair, agus is é sin an príomhchúis nach féidir le PE modhnaithe moilliú lasair marthanach a bhaint amach.

I dtéarmaí croí-tháscairí feidhmíochta dócháin amhail Buaicráta Scaoilte Teasa (pHRR) agus Scaoileadh Teas Iomlán (THR), tá an bhearna idir PE lasair-retardant agus PVC thar a bheith soiléir freisin. De réir tástálacha caighdeánaithe calraiméadar cón, níl ach 185 kW/m² pHRR gnáth-PVC, agus is é an THR laistigh de 5 nóiméad ná 22 MJ/m². I gcodarsnacht leis sin, tá an pHRR de ard-dáileog lasair-retardant modhnaithe PE chomh hard le 287 kW/m², agus sroicheann an THR 57 MJ/m², atá níos mó ná dhá uair níos mó ná PVC. Cruthaíonn na sonraí seo go hiomlán go scaoileann PE modhnaithe teas ollmhór fós le linn dócháin, go bhfuil cumas láidir lasair ann a scaipeadh, agus nach féidir leis na ceanglais ard-chaighdeán um chosc dóiteáin a bhaineann le tógáil, leictrigh agus le cásanna tionsclaíochta ardteochta a chomhlíonadh.

Maidir le cur i bhfeidhm tionsclaíoch agus caighdeáin sábháilteachta, tá an difríocht i moilliú lasair idir an dá ábhar sainmhínithe go soiléir freisin. De réir chaighdeán grádaithe feidhmíochta dócháin plaisteach GB/T 2408-2021 agus caighdeán rátála dóiteáin 13501-1 an AE EN 13501-1, is féidir le PVC neamhmhodhnaithe an grád B1 íseal-inadhainteachta agus féin-mhúchta B1 a bhaint amach go seasta, atá oiriúnach le haghaidh cásanna atá íogair ó thaobh dóiteáin, mar mhaisiú taobh istigh tógála agus casáil leictreach. Mar sin féin, ní féidir le PE modhnaithe lasair-retardant ach an leibhéal V-1 a bhaint amach sa tástáil UL-94, agus tá sé deacair pas a fháil sa deimhniú grád B1. I dtimpeallachtaí fadtéarmacha ardteochta agus tine oscailte, beidh PE modhnaithe dóite cinnte, agus tá a ráta teip lasair-retardant chomh hard le 89% in iarratais innealtóireachta praiticiúla, de réir staitisticí 2025 sonraí monatóireachta sábháilteachta ábhar tógála náisiúnta.

Is fiú a thabhairt faoi deara freisin go mbeidh lochtanna feidhmíochta breise ag baint le ró-mhoilliú lasair a chur le Corpoideachas. Nuair a sháraíonn an t-ábhar lasair-retardant 20%, laghdóidh neart teanntachta agus déineacht PE 30% -40%, éireoidh an t-ábhar brittle agus éasca le crack, agus laghdófar go mór an friotaíocht aimsire agus saol na seirbhíse. I gcodarsnacht leis sin, níl airíonna dúchasacha lasair-retardant PVC ag brath ar bhreiseáin sheachtracha, agus mar sin is féidir leis airíonna meicniúla cobhsaí a choinneáil agus ag an am céanna go n-áirithíonn sé moilliú lasair den scoth. Míníonn sé seo freisin cén fáth nár éirigh le PE lasair-retardant PVC a chur in ionad PVC i gcásanna tionsclaíocha ard-sábháilteachta dóiteáin.

Mar fhocal scoir, is buntáiste struchtúrach bunúsach é buntáiste lasair-retardant PVC thar PE, ní buntáiste coinníollach de bharr modhnú próiseála. Cinneann struchtúr móilíneach hidreacarbóin íon PE a locht inadhainteachta riachtanach. Is cuma cén cineál nó dáileog de lasair-retardant a chuirtear leis, ní féidir leis ach an leibhéal dócháin a mhaolú beagán, ach ní féidir dó dó a chosc go hiomlán agus feidhmíocht chobhsaí féin-mhúchadh a bhaint amach. I roghnú tionsclaíochta, is é PVC an t-ábhar is fearr fós le haghaidh riachtanais ard lasair-retardant, agus ní féidir PE (lena n-áirítear PE modhnaithe lasair-retardant) a úsáid ach amháin i gcásanna riosca íseal dóiteáin. Nuair a chreidtear go dall gur féidir le retardants lasair a réiteach go hiomlán fadhb inadhainteachta PE, beidh sé mar thoradh go héasca ar ghuaiseacha sábháilteachta innealtóireachta agus ar cháilíocht táirgí neamhchomhlíontacha.