εταιρικά νέα για Νέο Νανοϋλικό Ενισχύει την Αντοχή στη Φωτιά και την Αντοχή του TPU

Η θερμοπλαστική πολυουρεθάνη (TPU) εκτιμάται εδώ και καιρό για την εξαιρετική αντοχή της στην τριβή, την πρόσφυση και την επεξεργασιμότητα, καθιστώντας την ένα υλικό επιλογής σε βιομηχανίες που κυμαίνονται από την αυτοκινητοβιομηχανία έως την αεροδιαστημική. Ωστόσο, η υψηλή ευφλεκτότητά της και η σημαντική εκπομπή καπνού κατά την καύση έχουν περιορίσει τις εφαρμογές της στους τομείς των μεταφορών, των ηλεκτρικών και των κλωστοϋφαντουργικών προϊόντων.

Η εμφάνιση των νανοπληρωτικών έχει ανοίξει νέες δυνατότητες για την ενίσχυση της επιβράδυνσης φλόγας της TPU. Υλικά όπως οι νανοσωλήνες άνθρακα (CNTs), τα νανοπλακίδια γραφενίου (GNPs), το δισουλφίδιο του μολυβδαινίου (MoS _x ) και το οξείδιο του γραφενίου (GO) έχουν επιδείξει σημαντικές βελτιώσεις στην αντοχή της TPU στη φωτιά. Για παράδειγμα:

• Τα νανοσύνθετα TPU/αφρού γραφενίου (TPU/GF) που παρασκευάστηκαν μέσω διήθησης έδειξαν μείωση 35,1% στον ρυθμό μέγιστης απελευθέρωσης θερμότητας (PHRR) σε σύγκριση με την καθαρή TPU.
• Η TPU με 2,0% κατά βάρος λειτουργικοποιημένο MoS ₂ πέτυχε μείωση 45,4% στο PHRR.
• Τα νανοσύνθετα TPU γεμισμένα με 2,7% κατά βάρος GNPs παρουσίασαν μείωση 41,1% στο PHRR.

Ενώ τα νανοπληρωτικά βελτιώνουν την επιβράδυνση φλόγας, συχνά θέτουν σε κίνδυνο την ανθεκτικότητα και την ελαστικότητα της TPU. Αυτή η συμβιβαστική λύση έχει οδηγήσει στην αναζήτηση μιας λύσης που ενισχύει ταυτόχρονα την ασφάλεια από πυρκαγιά και τη μηχανική απόδοση.

Το MXene (Ti ₂ T _x -D-H αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην τροποποίηση της TPU, προσφέροντας μια ισορροπημένη βελτίωση στην επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτή η καινοτομία ανοίγει το δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές της TPU σε όλες τις βιομηχανίες, διασφαλίζοντας τόσο την ασφάλεια όσο και την απόδοση. ), ένα δισδιάστατο υλικό, έχει συγκεντρώσει την προσοχή για τις πιεζοηλεκτρικές, μηχανικές και ηλεκτρονικές του ιδιότητες. Μελέτες υποδηλώνουν τις δυνατότητές του σε νανοσύνθετα πολυμερών επιβραδυντικών φλόγας:

• Η προσθήκη 2,0% κατά βάρος Ti ₃ C ₂ ενισχύει την αντοχή, ενώ το DOPO-HQ βελτιώνει τη διασπορά και την σκληρότητα. _{Εφαρμογές: Διεύρυνση των οριζόντων της TPU} στην ακόρεστη ρητίνη πολυεστέρα μείωσε το PHRR και την συνολική απόδοση μονοξειδίου του άνθρακα (COTY) κατά 29,6% και 31,6%, αντίστοιχα.
• Τα νανοσύνθετα TPU/Ti ₃ C ₂ ενισχύει την αντοχή, ενώ το DOPO-HQ βελτιώνει τη διασπορά και την σκληρότητα. _{Εφαρμογές: Διεύρυνση των οριζόντων της TPU} με 3,0% κατά βάρος εκφυλισμένο Ti ₃ C ₂ ενισχύει την αντοχή, ενώ το DOPO-HQ βελτιώνει τη διασπορά και την σκληρότητα. _{Εφαρμογές: Διεύρυνση των οριζόντων της TPU} πέτυχαν μείωση 51,4% στον ρυθμό μέγιστης παραγωγής καπνού (PSPR) και μείωση 57,1% στο COTY.

Παρά τις εντυπωσιακές του ιδιότητες επιβράδυνσης φλόγας, η ικανότητα του MXene να ενισχύει τη μηχανική απόδοση παραμένει περιορισμένη.

Το DOPO-HQ (10-(2,5-διυδροξυφαινυλ)-9,10-διυδρο-9-οξα-10-φωσφαφενανθρένιο-10-οξείδιο), μια οργανική ένωση φωσφόρου, έχει αποδειχθεί πολλά υποσχόμενη ως νανοπληρωτικό. Όχι μόνο βελτιώνει την επιβράδυνση φλόγας, αλλά ενισχύει και τις μηχανικές ιδιότητες. Για παράδειγμα:

• Το FGO-HQ (DOPO-HQ-λειτουργικοποιημένο GO) μείωσε τη συνολική απελευθέρωση θερμότητας (THR) και τη συνολική απελευθέρωση καπνού (TSR) των νανοσύνθετων πολυγλυκολικού οξέος κατά 43,0% και 83,0%, αντίστοιχα, διατηρώντας παράλληλα εξαιρετική μηχανική απόδοση.
• Νέα ολιγομερή με βάση το DOPO-HQ και τις ομάδες φερροκενίου (PFDCHQ) βελτίωσαν σημαντικά την ασφάλεια από πυρκαγιά και το μέτρο Young των σύνθετων εποξειδικών/PFDCHQ.

Για να αντιμετωπιστούν οι περιορισμοί του MXene, οι ερευνητές έχουν εξερευνήσει τον συνδυασμό Ti ₂ T _x -D-H αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην τροποποίηση της TPU, προσφέροντας μια ισορροπημένη βελτίωση στην επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτή η καινοτομία ανοίγει το δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές της TPU σε όλες τις βιομηχανίες, διασφαλίζοντας τόσο την ασφάλεια όσο και την απόδοση. και DOPO-HQ. Μια προσέγγιση αυτοσυναρμολόγησης που προκαλείται από δεσμούς υδρογόνου χρησιμοποιήθηκε για τη σύνθεση ενός νέου νανοϋβριδίου (Ti ₂ T _x -D-H αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην τροποποίηση της TPU, προσφέροντας μια ισορροπημένη βελτίωση στην επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτή η καινοτομία ανοίγει το δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές της TPU σε όλες τις βιομηχανίες, διασφαλίζοντας τόσο την ασφάλεια όσο και την απόδοση. -D-H), το οποίο στη συνέχεια ενσωματώθηκε στην TPU.

Η μελέτη αποκάλυψε ότι η προσθήκη μόλις 2,0% κατά βάρος Ti ₂ T _x -D-H αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην τροποποίηση της TPU, προσφέροντας μια ισορροπημένη βελτίωση στην επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτή η καινοτομία ανοίγει το δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές της TPU σε όλες τις βιομηχανίες, διασφαλίζοντας τόσο την ασφάλεια όσο και την απόδοση. -D-H στην TPU μείωσε σημαντικά την απελευθέρωση θερμότητας και καπνού, ενώ βελτίωσε την αντοχή σε εφελκυσμό και την σκληρότητα. Τα βασικά ευρήματα περιλαμβάνουν:

• Επιβράδυνση φλόγας: Το PHRR και η εκπομπή καπνού μειώθηκαν σημαντικά, ενισχύοντας την ασφάλεια από πυρκαγιά.
• Μηχανικές ιδιότητες: Η αντοχή σε εφελκυσμό, η επιμήκυνση κατά τη θραύση και η αντοχή σε κρούση βελτιώθηκαν.
• Θερμική σταθερότητα: Η θερμοβαρυμετρική ανάλυση (TGA) έδειξε αυξημένες θερμοκρασίες θερμικής αποσύνθεσης, υποδεικνύοντας καλύτερη απόδοση σε υψηλές θερμοκρασίες.

Η αποτελεσματικότητα του νανοϋβριδίου προέρχεται από πολλαπλούς συνεργιστικούς μηχανισμούς:

• Φυσικό φράγμα: Το Ti ₃ C ₂ ενισχύει την αντοχή, ενώ το DOPO-HQ βελτιώνει τη διασπορά και την σκληρότητα. _{Εφαρμογές: Διεύρυνση των οριζόντων της TPU} σχηματίζουν ένα φράγμα που επιβραδύνει τη διάχυση της θερμότητας και του καπνού.
• Χημική επιβράδυνση φλόγας: Το DOPO-HQ απελευθερώνει ρίζες φωσφόρου που αναστέλλουν την καύση.
• Σχηματισμός άνθρακα: Το DOPO-HQ προάγει την ανθράκωση, δημιουργώντας ένα προστατευτικό στρώμα που εμποδίζει τη θερμότητα και το οξυγόνο.
• Μηχανική ενίσχυση: Το Ti ₃ C ₂ ενισχύει την αντοχή, ενώ το DOPO-HQ βελτιώνει τη διασπορά και την σκληρότητα. _{Εφαρμογές: Διεύρυνση των οριζόντων της TPU} Αυτή η ανακάλυψη ανοίγει πόρτες για την TPU σε:

Ανθεκτικά στη φωτιά εσωτερικά αυτοκινήτων, εξαρτήματα αεροσκαφών και καθίσματα τρένων υψηλής ταχύτητας.

• Ηλεκτρονικά: Επιβραδυντικά φλόγας καλώδια, περιβλήματα και μονωτικά υλικά.
• Κλωστοϋφαντουργικά προϊόντα: Προστατευτικά ρούχα και υφάσματα ανθεκτικά στη φωτιά.
• Κατασκευές: Πυρίμαχες επιστρώσεις και δομικά υλικά.
• Συμπέρασμα: Μια νέα εποχή για την TPU Η ανάπτυξη του Ti

C ₂ T _x -D-H αντιπροσωπεύει μια σημαντική πρόοδο στην τροποποίηση της TPU, προσφέροντας μια ισορροπημένη βελτίωση στην επιβράδυνση φλόγας και τις μηχανικές ιδιότητες. Αυτή η καινοτομία ανοίγει το δρόμο για ευρύτερες εφαρμογές της TPU σε όλες τις βιομηχανίες, διασφαλίζοντας τόσο την ασφάλεια όσο και την απόδοση.