Во областа на кабли материјали за отпорни на пламен без халогени,магнезиум хидроксид (MDH)иалуминиум хидроксид (ATH)се двата главни ретарданти за полнење на пламенот, а нивниот избор директно влијае на степенот на отпорност на пламен, перформансите на обработката, долгорочната сигурност и цената на кабелот. Оваа статија се заснова на механизмот на термичко распаѓање, морфологијата на кристалите и карактеристиките на површината. Систематски ги споредува основните разлики помеѓу двете во однос на температурата на распаѓање, ефикасноста на отпорот на пламен, механичките ефекти, електричната изолација и отпорноста на околината, како и специфичните сценарија за примена. Обезбедува научна рамка за одлучување за селекција и сложени стратегии за оптимизација.
· Алуминиум хидроксид (ATH, Al(OH)3):
· Температура на распаѓање: Ниска, околу 180-220 ℃, започнува ендотермично распаѓање, со врв на околу 205 ℃.
·Вредност на апсорпција на топлина: релативно висока, околу 1050 J/g.
·Равенка на реакција: 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O↑ (ослободувајќи приближно 34,6 wt% од врзаната вода).
·Влијание: Значителните ефекти од апсорпцијата на топлина, ладењето и ослободувањето на разредувањето на водена пареа ја ограничуваат неговата примена во системи за обработка на висока температура, како што е вкрстено поврзување со пероксид.
·Магнезиум хидроксид (MDH, Mg (OH) 2):
· Температура на распаѓање: релативно висока, околу 300-340 ℃, започнува ендотермично распаѓање, со врв на околу 330 ℃.
·Вредност на апсорпција на топлина: околу 1300 J/g.
· Формула на реакција: Mg(OH)2 → MgO + H2O↑ (ослободувајќи приближно 31,0 wt% од врзаната вода).
·Влијание: Повисоката термичка стабилност го прави погоден за системи за кабелски материјал со повисоки температури на обработка.
·Кристална морфологија: ATH е обично неправилна плоча или облик на дијамант; MDH е претежно хексагонални кристали слични на плочи. MDH има поголема тврдост на кристалите и релативно поголемо абење на опремата за обработка.
·Површинска енергија: И двете се хидрофилни и имаат слаба компатибилност со хидрофобните полимери. Неопходна е модификација на површината (обложување со стеаринска киселина, силин, титанат итн.), а ефектот на модификација е клучот за одредување на количината на полнење и конечната изведба.
|
Димензија на изведба |
Алуминиум хидроксид (ATH) |
Магнезиум хидроксид (MDH) |
Инспирација за кабелски апликации |
|
Прилагодливост на обработка |
Ниска температура на распаѓање, погодна само за системи со температура на обработка ≤ 200 ℃, како што се вкрстено поврзување со силилан, вкрстено поврзување со зрачење или делумно термопластични материјали за обвивка. |
Висока термичка стабилност, погодна за системи со температури на обработка од 180-300 ℃, како што е вкрстено поврзан полиетилен со пероксид (XLPE) и екструдирани обвивки со висока температура. |
Примарни критериуми за избор: Однапред изберете врз основа на процесот на производство на кабелот (температура, сила на смолкнување). |
|
Ефикасност на застој на пламен |
Висока вредност на апсорпција на топлина, одличен ефект на потиснување на чад. Но, за постигнување на исто ниво на отпорност на пламен (како UL94 V-0) обично е потребна поголема количина на полнење (60-65%). |
Апсорпцијата на топлина по единица маса е поголема, а остатокот од распаѓањето MgO е постабилен на високи температури, што резултира со подобар заштитен ефект на формираниот јаглероден слој. Обично, количината на полнење е малку помала од ATH (55-65% може да го постигне истиот ефект). |
MDH има мали предности во заштитата од капење и потиснување на по согорувањето, особено погодна за барања за висок отпор на пламен (како што е IEC 60332-3 Cat A). |
|
Влијание врз механичките својства |
Цврстината е мала, а ефектот на зацврстување на полимерната матрица е слаб, но високото полнење сепак значително ја оштетува цврстината (со намалување на издолжувањето на фрактурата). |
Високата цврстина на кристалот резултира со позначителен ефект на зацврстување на матрицата, а негативното влијание врз силата на ударот и издолжувањето при иста количина на полнење е обично поголемо од она на ATH. |
За апликации кои бараат висока флексибилност (како што се кабли со синџир за влечење и кабли за роботи), MDH со високо полнење треба да се користи со претпазливост или да се компензира со еластични подлоги или композитни модификации. |
|
Електрични перформанси |
Производот на распаѓање Al2O3 е одличен изолатор кој помага да се одржи отпорот на изолацијата. Но, високото полнење може да внесе нечистотии јони, што влијае на отпорноста на волуменот. |
Производот на распаѓање MgO исто така има добра изолација и помала апсорпција на влага од Al2O3, што помага да се одржат постабилни диелектрични својства во влажни средини. |
Строго тестирајте ги електричните перформанси на изолационите материјали со среден и висок напон по апсорпција на вода. MDH обично покажува подобра долгорочна електрична стабилност. |
|
Отпорност на киселина и отпорност на врнежи |
Остатокот од Al2O3 е амфотеричен и може да реагира во кисела или силно алкална средина. Треба да се размисли за долгорочна примена во кисела почва. |
Остатокот од MgO е алкален и има слаба киселинска отпорност, но може да ги неутрализира киселите гасови произведени со согорување (како HCl, SO2), што е поволно за места со ниски барања за корозивни димни гасови. |
Оценете ја киселоста, алкалноста и влажноста на околината за користење кабли (хемиски, тунел, океан) и изберете постабилен систем. |
|
Својство за сузбивање чад |
Одлично. ATH е широко признат како еден од најефикасните супресанти за чад, со многу помал излез на чад од повеќето ретарданти на пламен. |
Одличен, но со иста количина на полнење, ефектот на сузбивање на чад обично е малку инфериорен во однос на ATH. |
За места со строги барања за токсичност од чад, како што се метрото и високите згради, треба да се земе предвид приоритет на формулациите базирани на ATH или ATH. |
|
Густина |
околу 2,42 g/cm³ |
околу 2,38 g/cm³ |
Густината на кабелот на кабелот со формула е малку помала, што е корисно за намалување на тежината и трошоците за единечна должина. |
-Кабли за обработка на ниска температура: ПВЦ, мека ЕВА, обвивка со слаб чад и халогени со средна ниска температура, контролни кабли
-Општи градежни жици, кабли за уредување на домот, кабли за слаба струја во затворен простор
-Трошочно чувствителни, големи количини, барања за отпорност на пламен V-1/V-2, заштитник на пламен Класа C/B
-Слаби сценарија за отпорност на пламен со мало полнење, големо издолжување и висока флексибилност
-Систем за обработка на висока температура: PP, XLPE, вкрстено поврзување со зрачење, вкрстено вкрстено силинско поврзување TPE/TPU
- Највисоки безбедносни сценарија: метро, брза железница, бродови, нуклеарна енергија, тунели, болници, центри за податоци
-Нови енергетски кабли: фотоволтаични, складирање енергија, енергија од ветер, купови за полнење, приклучоци за напојување на батериите
- Високонапонски/комуникациски кабли: бараат висока изолација, низок диелектрик, низок чад и ниска токсичност
-Долгорочни кабли отпорни на временски услови/топлина: 105 ℃, 125 ℃, 150 ℃
Препорачан сооднос: ATH: MDH=3:1~1:1
-Балансирање на прозорецот за обработка и трошоците
-Синергетско подобрување на отпорноста на пламен и сузбивање на чад
-Подобра механичка и стабилност при истиснување
-Може да исполни строги стандарди како што се заштитник на пламен од класа А, класа B1, UL VW-1, IEC 60332 итн.
Не постои апсолутна „супериорност или инфериорност“ помеѓу магнезиум хидроксид и алуминиум хидроксид во кабелските материјали, само „адаптација“ врз основа на специфични сценарија за примена. Изборот се движи од емпиризам кон прецизно одлучување врз основа на податоци и механизми.
