مواد پیشرفته مقاوم در برابر شعله بر پایه‌ کامپوزیت‌های پلیمری دوتایی و سه‌تایی: ریزساختار، پایداری حرارتی و گرماسنجی مخروطی

اشتعال‌پذیری پلیمرها یکی از چالش‌های عمده‌ای است که تولیدکنندگان صنعت پلاستیک با آن مواجه هستند. از این رو، توسعه پلیمرهای مقاوم در برابر شعله به عنوان یک ضرورت از نظر استانداردهای ایمنی در برابر آتش مدنظر بوده است. در این پژوهش، مواد پیشرفته برپایه پلی اتیلن با چگالی بالا (hdpe)، پلی‌آمید 6 (pa6) و کوپلیمر اتیلن وینیل الکل (evoh) در قالب آمیخته‌های دوتایی و سه‌تایی تقویت شده با پُرکننده‌ های پلی فسفات آمونیوم (app) و نانوصفحات خاک رُس (mmt) مقاوم در برابر شعله ساخته شده‌اند. ریزساختار این کامپوزیت‌های مقاوم در برابر شعله با میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، مقاومت حرارتی آن‌ها با استفاده از تحلیل جِرم‌سنجی حرارتی (tga) و رفتار مقاومت آنها در برابر شعله با روش گرما‌سنجی مخروطی بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که قرارگیری پُرکننده‌ها در فازهای پلیمری، اندازه ذرات، و نیز استفاده از سازگارکننده به میزان قابل توجهی بر خواص حرارتی و مقاومت در برابر شعله تاثیر می‌گذارد. در نمونه‌هایی که تنها در آنها app وجود دارد، افزایش مقدار app باعث ریزتر شدن ذرات و بهبود نسبی مقاومت در برابر شعله شده است، حضور سازکارکننده نیز اندازه فاز pa6 را ریزتر کرده است. حضور فاز سوم evoh باعث سازگاری و ریزتر شدن ذرات شده، سازگارکننده نیز تاثیری ندارد و مقاومت در برابر شعله را نیز افزایش نمی دهد.

flame retardant advanced materials based on binary and ternary polymer blends: morphology, thermal stability and flame retardancy

flammability if polymers has always been a big challenge for plastic industry producers. therefore, development of flame retardant polymers has become a necessity in terms of safety standards. in this research, advanced materials based on high density polyethylene (hdpe), polyamide 6 (pa6) and ethylene vinyl alcohol (evoh) are manufactured as binary and ternary polymer blends reinforced with ammonium polyphosphate (app) and clay nanoplatelets (nc) as flame retardants. microstructure, thermal stability, and flame retardancy behavior of samples were studied by scanning electron microscopy (sem), thermal gravimetric analysis (tga) and cone calorimetry tests. results show that localization of app and nc, minor phase domain size and compatibilizer incorporation can considerably affect thermal and flame retardant properties. the presence and increase of amount of app in hdpe/pa6 binary blends slightly improved flame retardancy and thermal stability, where compatibilizer incorporation led to pa6 size reduction. the presence of third polymer, i.e., evoh, enhanced compatibility featured by lower pa6 particle size, but compatibilizer was not efficient and did not improve flame retardancy.