ცეცხლგამძლეობისთვის გამყოფ საფარში MCA-სა და ალუმინის ჰიპოფოსფიტის (AHP) ფორმულის დიზაინი

ცეცხლგამძლეობისთვის გამყოფ საფარში MCA-სა და ალუმინის ჰიპოფოსფიტის (AHP) ფორმულის დიზაინი

ცეცხლგამძლე გამყოფი საფარის მომხმარებლის სპეციფიკური მოთხოვნების საფუძველზე, მახასიათებლებიმელამინის ციანურატი (MCA)დაალუმინის ჰიპოფოსფიტი (AHP)გაანალიზებულია შემდეგნაირად:

1. თავსებადობა სუსპენზიის სისტემებთან

• MCA:
• წყლის სისტემები:დისპერსიულობის გასაუმჯობესებლად საჭიროა ზედაპირის მოდიფიკაცია (მაგ., სილანის შემაერთებელი აგენტები ან ზედაპირულად აქტიური ნივთიერებები); წინააღმდეგ შემთხვევაში, შეიძლება მოხდეს აგლომერაცია.
• NMP სისტემები:პოლარულ გამხსნელებში შეიძლება გამოვლინდეს მცირე შეშუპება (რეკომენდებულია: შეშუპების სიჩქარე შეამოწმეთ 7-დღიანი ჩაძირვის შემდეგ).
• AHP:
• წყლის სისტემები:კარგი დისპერსიულობაა, თუმცა pH უნდა იყოს კონტროლირებადი (მჟავე გარემომ შეიძლება გამოიწვიოს ჰიდროლიზი).
• NMP სისტემები:მაღალი ქიმიური სტაბილურობა მინიმალური შეშუპების რისკით.
  დასკვნა:AHP უკეთეს თავსებადობას აჩვენებს, ხოლო MCA მოდიფიკაციას საჭიროებს.

2. ნაწილაკების ზომა და საფარის პროცესის ადაპტირება

• MCA:
• ორიგინალი D50: ~1–2 მკმ; ნაწილაკების ზომის შესამცირებლად საჭიროა დაფქვა (მაგ., ქვიშის დაფქვა), მაგრამ შეიძლება დააზიანოს მისი ფენოვანი სტრუქტურა, რაც გავლენას ახდენს ცეცხლგამძლე ეფექტურობაზე.
• დაფქვის შემდგომი ერთგვაროვნება უნდა შემოწმდეს (SEM დაკვირვება).
• AHP:
• ორიგინალი D50: როგორც წესი, ≤5 μm; მიღწევადია D50 0.5 μm/D90 1 μm-მდე დაფქვა (ჭარბმა დაფქვამ შეიძლება გამოიწვიოს სუსპენზიის სიბლანტის მკვეთრი მატება).
  დასკვნა:MCA-ს აქვს უკეთესი ნაწილაკების ზომის ადაპტირება და დაბალი პროცესის რისკი.

3. ადჰეზიისა და ცვეთამედეგობა

• MCA:
• დაბალი პოლარობა იწვევს PE/PP გამყოფი ფირებთან ცუდ ადჰეზიას; საჭიროა 5–10%-იანი აკრილის ბაზაზე დამზადებული შემკვრელები (მაგ., PVDF-HFP).
• მაღალი ხახუნის კოეფიციენტის გამო, ცვეთისადმი მდგრადობის გასაუმჯობესებლად, შესაძლოა საჭირო გახდეს 0.5–1% ნანო-SiO₂-ის დამატება.
• AHP:
• ზედაპირული ჰიდროქსილის ჯგუფები წყალბადურ ბმებს წარმოქმნიან გამყოფთან, რაც აუმჯობესებს ადჰეზიას, თუმცა 3-5%-იანი პოლიურეთანის შემკვრელები მაინც საჭიროა.
• უფრო მაღალმა სიმტკიცემ (მოჰსის ~3) შეიძლება გამოიწვიოს მიკრონაწილაკების ცვენა ხანგრძლივი ხახუნის დროს (საჭიროა ციკლური ტესტირება).
  დასკვნა:AHP უკეთეს საერთო შესრულებას გვთავაზობს, მაგრამ საჭიროებს შემკვრელის ოპტიმიზაციას.

4. თერმული სტაბილურობა და დაშლის თვისებები

• MCA:
• დაშლის ტემპერატურა: 260–310°C; ვერ წარმოქმნის აირს 120–150°C ტემპერატურაზე, რაც შესაძლოა ვერ ახშობდეს თერმული გადინების ჩახშობას.
• AHP:
• დაშლის ტემპერატურა: 280–310°C, ასევე არასაკმარისია დაბალტემპერატურულ გაზის წარმოსაქმნელად.
  ძირითადი საკითხი:ორივე სამიზნე დიაპაზონის (120–150°C) ზემოთ იშლება.გადაწყვეტილებები:
• დანერგეთ დაბალი ტემპერატურის სინერგისტები (მაგ., მიკროენკაფსულირებული წითელი ფოსფორი, დაშლის დიაპაზონი: 150–200°C) ან მოდიფიცირებული ამონიუმის პოლიფოსფატი (APP, დაფარული დაშლის 140–180°C-მდე რეგულირებისთვის).
• დიზაინიMCA/APP კომპოზიტი (6:4 თანაფარდობა)APP-ის დაბალტემპერატურული გაზის გენერაციის + MCA-ს აირადის ფაზის ალის ინჰიბირების ეფექტურობის გამოსაყენებლად.

5. ელექტროქიმიური და კოროზიისადმი მდგრადობა

• MCA:
• ელექტროქიმიურად ინერტული, მაგრამ ნარჩენი თავისუფალი მელამინი (საჭიროა ≥99.5% სისუფთავე) შეიძლება იყოს ელექტროლიტების დაშლის კატალიზატორი.
• AHP:
• LiPF₆ ჰიდროლიზის დაჩქარების თავიდან ასაცილებლად, მჟავა მინარევები (მაგ., H₃PO₂) მინიმუმამდე უნდა იყოს დაყვანილი (ICP ტესტი: ლითონის იონები ≤10 ppm).
  დასკვნა:ორივეს მაღალი სისუფთავე სჭირდება (≥99%), მაგრამ MCA უფრო ადვილია გასაწმენდად.

ყოვლისმომცველი გადაწყვეტის წინადადება

1. პირველადი ცეცხლგამძლე მასალის შერჩევა:

• სასურველია:AHP (ბალანსირებული დისპერსიულობა/ადჰეზია) + დაბალტემპერატურული სინერგისტი (მაგ., 5% მიკროენკაფსულირებული წითელი ფოსფორი).
• ალტერნატივა:მოდიფიცირებული MCA (წყლიანი დისპერსიისთვის კარბოქსილით დამყნობილი) + APP სინერგისტი.

1. პროცესის ოპტიმიზაცია:

• სუსპენზიის ფორმულა:AHP (90%) + პოლიურეთანის შემკვრელი (7%) + დამატენიანებელი (BYK-346, 0.5%) + ქაფის საწინააღმდეგო (2%).
• დაფქვის პარამეტრები:ქვიშის საფქვავი 0.3 მმ ZrO₂ ბურთულებით, 2000 ბრ/წთ, 2 სთ (სამიზნე D90 ≤1 μm).

1. ვალიდაციის ტესტები:

• თერმული დაშლა:TGA (წონის კლება <1% 120°C/2 სთ-ზე; გაზის გამომუშავება 150°C/30 წთ-ზე GC-MS-ის მეშვეობით).
• ელექტროქიმიური სტაბილურობა:SEM დაკვირვება 60°C ტემპერატურაზე 1M LiPF₆ EC/DMC-ში 30-დღიანი ჩაძირვის შემდეგ.

საბოლოო რეკომენდაცია

არც MCA და არც AHP ცალ-ცალკე არ აკმაყოფილებს ყველა მოთხოვნას. Aჰიბრიდული სისტემარეკომენდებულია:

• AHP (მატრიცა)+მიკროენკაფსულირებული წითელი ფოსფორი (დაბალი ტემპერატურის გაზის გენერატორი)+ნანო-SiO₂(ცვეთისგან დაცვა).
• შეუხამეთ მაღალი ადჰეზიის მქონე წყალხსნარ ფისს (მაგ., აკრილის-ეპოქსიდური კომპოზიტური ემულსია) და ოპტიმიზაცია გაუკეთეთ ზედაპირის მოდიფიკაციას ნაწილაკების ზომის/დისპერსიის სტაბილურობისთვის.
  შემდგომი ტესტირებასაჭიროა თერმულ-ელექტროქიმიური სინერგიის დასადასტურებლად.