วิธีการใดบ้างที่สามารถใช้เพื่อปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของ PBT

เนื่องจากโพลีบิวทิลีนเทเรฟทาเลต (PBT) เป็นพลาสติกวิศวกรรมที่สำคัญ จึงมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในผลิตภัณฑ์อิเล็กทรอนิกส์ ไฟฟ้า ยานยนต์ และสินค้าอุปโภคบริโภค เนื่องจากมีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ทนทานต่อสารเคมี และแปรรูปได้ดี อย่างไรก็ตาม ความสามารถในการติดไฟของ PBT ได้จำกัดการใช้งานในการใช้งานหลักบางประเภท ดังนั้นการปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงไฟจึงกลายเป็นหัวข้อสำคัญในการวิจัยด้านวัสดุศาสตร์

ในการศึกษาการปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงไฟของ PBT การเติมสารหน่วงไฟเป็นกลยุทธ์ที่ใช้กันทั่วไปและตรงที่สุด สารหน่วงการติดไฟส่วนใหญ่แบ่งออกเป็นสองประเภท: อนินทรีย์และอินทรีย์ สารหน่วงไฟอนินทรีย์ เช่น อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ แมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ และฟอสเฟต ยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพผ่านกลไกต่างๆ เช่น การดูดซับความร้อน การปล่อยไอน้ำ และการก่อตัวของชั้นป้องกัน ตัวอย่างเช่น อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์สลายตัวที่อุณหภูมิสูง ปล่อยไอน้ำออกมาเพื่อลดอุณหภูมิโดยรอบ จึงยับยั้งการเกิดการเผาไหม้ ในทางตรงกันข้าม สารหน่วงการติดไฟอินทรีย์ เช่น โบรไมด์และฟอสไฟด์จะสร้างก๊าซหน่วงไฟผ่านปฏิกิริยาทางเคมี ส่งผลให้ความร้อนและความเข้มข้นของออกซิเจนของเปลวไฟลดลง ตัวอย่างเช่น สารหน่วงไฟประเภทโบรมีนจะสลายตัวที่อุณหภูมิสูง ปล่อยธาตุโบรมีน และก่อตัวเป็นก๊าซสารหน่วงไฟเพื่อยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟ เมื่อเลือกสารหน่วงการติดไฟที่เหมาะสม จะต้องพิจารณาความเข้ากันได้กับ PBT ความสามารถในการขึ้นรูป และผลกระทบต่อคุณสมบัติของวัสดุอย่างครอบคลุม เพื่อให้มั่นใจถึงประสิทธิภาพที่มั่นคงของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

นอกเหนือจากการเติมสารหน่วงไฟแล้ว การดัดแปลงทางเคมียังเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณสมบัติสารหน่วงไฟของ PBT ด้วยการโคพอลิเมอร์ PBT กับโพลีเมอร์อื่นๆ ที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟที่ดีเยี่ยม (เช่น โพลีสไตรีน โพลีเอสเตอร์ ฯลฯ) จึงสามารถได้โคโพลีเมอร์ที่มีคุณสมบัติหน่วงไฟได้ดีเยี่ยม วิธีการนี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของวัสดุได้อย่างมีนัยสำคัญ แต่ยังปรับปรุงคุณสมบัติทางกายภาพอื่นๆ ของ PBT อีกด้วย นอกจากนี้ เทคโนโลยีกราฟต์โคโพลีเมอร์ไรเซชันยังสร้างกราฟต์โคโพลีเมอร์โดยการกราฟต์โมโนเมอร์ที่มีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟบนสายโซ่โมเลกุล PBT ดังนั้นจึงช่วยเพิ่มคุณสมบัติหน่วงไฟในขณะที่ยังคงคุณสมบัติพื้นฐานของ PBT ไว้

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การใช้วัสดุนาโนแสดงให้เห็นโอกาสที่ดีในการปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงการติดไฟของโพลีเมอร์ ด้วยการเติมสารตัวเติมระดับนาโน เช่น นาโนเคลย์ ท่อนาโนคาร์บอน หรือนาโนซิลิกอน ลงใน PBT จะทำให้คุณสมบัติการหน่วงไฟของ PBT ดีขึ้นได้อย่างมาก เนื่องจากนาโนเคลย์มีพื้นที่ผิวจำเพาะขนาดใหญ่ สามารถสร้างชั้นคาร์บอนป้องกันในระหว่างการเผาไหม้ แยกออกซิเจนและความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟ ท่อนาโนคาร์บอนไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณสมบัติเชิงกลของวัสดุเท่านั้น แต่ยังสร้างชั้นคาร์บอนที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าในระหว่างกระบวนการเผาไหม้ ซึ่งช่วยเพิ่มผลของสารหน่วงไฟอีกด้วย

การดัดแปลงทางกายภาพยังเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพในการปรับปรุงคุณสมบัติหน่วงการติดไฟของ PBT ด้วยการปรับเงื่อนไขการประมวลผลและโครงสร้างของ PBT จึงสามารถปรับปรุงคุณสมบัติการหน่วงไฟได้ ตัวอย่างเช่น เทคโนโลยีการเกิดฟองจะช่วยลดความหนาแน่นและการนำความร้อนของวัสดุโดยการนำโครงสร้างฟองสบู่มาใช้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงคุณสมบัติของสารหน่วงไฟ นอกจากนี้ การใช้การออกแบบโครงสร้างหลายชั้นเพื่อรวมชั้นสารหน่วงไฟเข้ากับซับสเตรต PBT สามารถป้องกันการแพร่กระจายของเปลวไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ และปรับปรุงคุณสมบัติสารหน่วงไฟโดยรวมได้อย่างมีนัยสำคัญ