Для расширения или модификации конкретных эксплуатационных качеств и свойств в состав полимеров добавляют различные наполнители и модификаторы. В зависимости от необходимых для решения конкретной задачи свойств процентное содержание добавок в составе изменяется в диапазоне от 1% до 95%. Огнестойкость и способность к самозатуханию – одна из обязательных характеристик современных полимерных материалов, изменение которой добиваются путем введения модифицирующих добавок.
Модифицирующие добавки для изменения свойств исходного полимерного материала
За счет введения модифицирующих добавок можно улучшить или полностью изменить электрические, фрикционные, оптические, теплофизические свойства, технологические и эксплуатационные качества. Результаты могут быть следующими:
— увеличение технологических свойств;
— увеличение прочности и жесткости;
— регулирование теплопроводности;
— уменьшение статической электризации;
— повышение или уменьшение коэффициента трения;
— повышение устойчивости к воздействию плесени, бактерий и других микроорганизмов;
— повышение устойчивости к ультрафиолетовому излучению;
— изменение или добавление цвета;
— регулирование усадки, коробления, др.;
— повышение прозрачности или блеска поверхности;
— замедление старения;
— ускоренное разложение (биодеградируемые полимеры);
— создание ячеистой структуры;
— удешевление и др.
Негорючесть и устойчивость полимеров к распространению огня
Есть пять групп горючести материалов: негорючие (НГ), слабогорючие (Г1), умеренногорючие (Г2), нормальногорючие (Г3), сильногорючие (Г4). На принадлежность к конкретной группе влияет ряд факторов — способность к воспламенению, способность к распространению огня по поверхности, продукты горения, дымообразование, скорость горения, др. Снижение горючести достигается несколькими способами:
1. Введение в состав пластика антипиренов. В качестве огнезащитных добавок используются бром, хлор, фосфорсодержащие вещества, борная кислота, др. Антипиренами являются и минеральные добавки – графит, силикаты, др.
2. Изменение молекул полимера путем введения химических элементов – азота, брома, хлора, фосфора, др.
Например, классический полихлорвинил содержит хлор, а его кислородный индекс – 60. ХПВХ и ПВХ относятся к умеренногорючим, но самозатухающим материалам: для их продолжительного горения необходима дополнительная подача кислорода (т.к. его содержание в атмосфере составляет 21%).
Виды деталей из полихлорвинила:
Для сравнения: показатель кислородного индекса широко распространенных термопластов полиэтилена и полипропилена — 17: горение этих материалов после воспламенения продолжается, а горящие капли пластика становятся дополнительными источниками возгорания.
Самозатухающие пластики широко используется в автомобилестроении, авиации, строительстве, а также в местах, где ликвидация пожара может быть затруднена, или в местах с высокой плотностью пребывания людей.