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परिचय: उच्च-भार ATH/MDH ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफ़िन यौगिकों के प्रसंस्करण की चुनौतियों का समाधान

केबल उद्योग में, आग लगने की स्थिति में कर्मियों और उपकरणों की सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए अग्निरोधी क्षमता की कठोर आवश्यकताएँ आवश्यक हैं। एल्युमिनियम हाइड्रॉक्साइड (ATH) और मैग्नीशियम हाइड्रॉक्साइड (MDH), हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी के रूप में, अपनी पर्यावरण मित्रता, कम धुआँ उत्सर्जन और गैर-संक्षारक गैस उत्सर्जन के कारण पॉलीओलेफ़िन केबल यौगिकों में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं। हालाँकि, आवश्यक अग्निरोधी क्षमता प्राप्त करने के लिए अक्सर पॉलीओलेफ़िन मैट्रिक्स में ATH और MDH की उच्च मात्रा—आमतौर पर 50-70 wt% या उससे अधिक—को शामिल करना आवश्यक होता है।

हालांकि इतनी अधिक भराव सामग्री ज्वाला मंदक क्षमता को महत्वपूर्ण रूप से बढ़ाती है, लेकिन यह प्रसंस्करण में गंभीर चुनौतियाँ भी पैदा करती है, जिनमें पिघले हुए पदार्थ की बढ़ी हुई श्यानता, कम प्रवाहशीलता, कमज़ोर यांत्रिक गुण और खराब सतह गुणवत्ता शामिल है। ये समस्याएँ उत्पादन क्षमता और उत्पाद की गुणवत्ता को बहुत सीमित कर सकती हैं।

इस लेख का उद्देश्य केबल अनुप्रयोगों में उच्च-भार वाले ATH/MDH ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफ़िन यौगिकों से जुड़ी प्रसंस्करण चुनौतियों की व्यवस्थित रूप से जाँच करना है। बाज़ार की प्रतिक्रिया और व्यावहारिक अनुभव के आधार पर, यहपहचान करता है असरदारप्रसंस्करणadditivesके लिएइन चुनौतियों का समाधान करना। प्रदान की गई जानकारी का उद्देश्य तार और केबल निर्माताओं को उच्च-भार वाले ATH/MDH ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफ़िन यौगिकों के साथ काम करते समय फ़ॉर्मूलेशन को अनुकूलित करने और उत्पादन प्रक्रियाओं को बेहतर बनाने में मदद करना है।

एटीएच और एमडीएच ज्वाला मंदक को समझना

एटीएच और एमडीएच दो प्रमुख अकार्बनिक, हैलोजन-मुक्त अग्निरोधी हैं जिनका व्यापक रूप से बहुलक पदार्थों में उपयोग किया जाता है, विशेष रूप से केबल अनुप्रयोगों में जहाँ सुरक्षा और पर्यावरण मानक उच्च होते हैं। ये ऊष्माशोषी अपघटन और जल उत्सर्जन द्वारा कार्य करते हैं, दहनशील गैसों को तनुकृत करते हैं और पदार्थ की सतह पर एक सुरक्षात्मक ऑक्साइड परत बनाते हैं, जो दहन को दबाती है और धुएँ को कम करती है। एटीएच लगभग 200-220°C पर अपघटित होता है, जबकि एमडीएच का अपघटन तापमान 330-340°C अधिक होता है, जिससे एमडीएच उच्च तापमान पर संसाधित बहुलकों के लिए अधिक उपयुक्त हो जाता है।

1. ATH और MDH के ज्वाला-रोधी तंत्र में शामिल हैं:

1.1. एंडोथर्मिक अपघटन:

गर्म करने पर, ATH (Al(OH)₃) और MDH (Mg(OH)₂) ऊष्माशोषी अपघटन से गुजरते हैं, महत्वपूर्ण ऊष्मा को अवशोषित करते हैं और तापीय क्षरण में देरी करने के लिए बहुलक तापमान को कम करते हैं।

ATH: 2Al(OH)→ Al₂O₃ + 3H₂O, ΔH ≈ 1051 J/g

एमडीएच: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, ΔH ≈ 1316 जूल/ग्राम

1.2. जल वाष्प का उत्सर्जन:

उत्सर्जित जल वाष्प बहुलक के चारों ओर ज्वलनशील गैसों को पतला कर देता है तथा ऑक्सीजन की पहुंच को प्रतिबंधित कर देता है, जिससे दहन बाधित होता है।

1.3. सुरक्षात्मक परतों का निर्माण:

परिणामस्वरूप धातु ऑक्साइड (Al₂O₃ और MgO) बहुलक चार परत के साथ मिलकर एक सघन सुरक्षात्मक परत बनाते हैं, जो गर्मी और ऑक्सीजन के प्रवेश को अवरुद्ध करता है और दहनशील गैसों के निकलने में बाधा डालता है।

1.4. धुआं दमन:

सुरक्षात्मक परत धुएं के कणों को भी सोख लेती है, जिससे समग्र धुएं का घनत्व कम हो जाता है।

उनके उत्कृष्ट ज्वाला-रोधी प्रदर्शन और पर्यावरणीय लाभों के बावजूद, उच्च ज्वाला-रोधी रेटिंग प्राप्त करने के लिए आमतौर पर 50-70 wt% या अधिक ATH/MDH की आवश्यकता होती है, जो बाद में प्रसंस्करण चुनौतियों का प्राथमिक कारण है।
2. केबल अनुप्रयोगों में उच्च-भार ATH/MDH पॉलीओलेफ़िन की प्रमुख प्रसंस्करण चुनौतियाँ

2.1. क्षीण रियोलॉजिकल गुण:

उच्च भराव भार पिघलने वाली द्रव की श्यानता को तेज़ी से बढ़ाता है और प्रवाहशीलता को कम करता है। इससे निष्कासन के दौरान प्लास्टिकीकरण और प्रवाह अधिक कठिन हो जाता है, जिसके लिए उच्च प्रसंस्करण तापमान और अपरूपण बलों की आवश्यकता होती है, जिससे ऊर्जा की खपत बढ़ जाती है और उपकरणों का घिसाव तेज़ हो जाता है। पिघलने वाला द्रव प्रवाह कम होने से निष्कासन की गति और उत्पादन दक्षता भी सीमित हो जाती है।

2.2. कम हुए यांत्रिक गुण:

अकार्बनिक भरावों की अधिक मात्रा बहुलक मैट्रिक्स को पतला कर देती है, जिससे तन्य शक्ति, टूटने पर बढ़ाव और प्रभाव शक्ति में उल्लेखनीय कमी आती है। उदाहरण के लिए, 50% या अधिक ATH/MDH मिलाने से तन्य शक्ति लगभग 40% या उससे अधिक कम हो सकती है, जो लचीली और टिकाऊ केबल सामग्रियों के लिए एक चुनौती बन सकती है।

2.3. फैलाव संबंधी मुद्दे:

एटीएच और एमडीएच कण प्रायः बहुलक मैट्रिक्स में एकत्रित हो जाते हैं, जिससे तनाव संकेन्द्रण बिंदु, यांत्रिक प्रदर्शन में कमी, तथा सतह खुरदरापन या बुलबुले जैसे निष्कासन दोष उत्पन्न होते हैं।

2.4. खराब सतह गुणवत्ता:

उच्च गलन श्यानता, खराब फैलाव, और सीमित भराव-बहुलक अनुकूलता के कारण एक्सट्रूडेट सतहें खुरदरी या असमान हो सकती हैं, जिससे "शार्कस्किन" या डाई का जमाव हो सकता है। डाई पर जमाव (डाई ड्रोल) उपस्थिति और निरंतर उत्पादन दोनों को प्रभावित करता है।

2.5. विद्युत संपत्ति प्रभाव:

उच्च भराव सामग्री और असमान फैलाव, आयतन प्रतिरोधकता जैसे परावैद्युत गुणों को प्रभावित कर सकते हैं। इसके अलावा, ATH/MDH में अपेक्षाकृत उच्च नमी अवशोषण होता है, जो आर्द्र वातावरण में विद्युत प्रदर्शन और दीर्घकालिक स्थिरता को संभावित रूप से प्रभावित कर सकता है।

2.6. संकीर्ण प्रसंस्करण विंडो:

उच्च-भार वाले ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफ़िन के लिए प्रसंस्करण तापमान सीमा संकीर्ण होती है। ATH लगभग 200°C पर विघटित होना शुरू हो जाता है, जबकि MDH लगभग 330°C पर विघटित होता है। समय से पहले अपघटन को रोकने और ज्वाला-रोधी प्रदर्शन और सामग्री की अखंडता सुनिश्चित करने के लिए सटीक तापमान नियंत्रण आवश्यक है।

ये चुनौतियाँ उच्च-भार वाले ATH/MDH पॉलीओलेफिन्स के प्रसंस्करण को जटिल बना देती हैं तथा प्रभावी प्रसंस्करण सहायता की आवश्यकता पर प्रकाश डालती हैं।

इसलिए, इन चुनौतियों का समाधान करने के लिए, केबल उद्योग में विभिन्न प्रसंस्करण सहायक उपकरण विकसित और लागू किए गए हैं। ये सहायक उपकरण पॉलिमर-भराव इंटरफेसियल संगतता में सुधार करते हैं, पिघले हुए पदार्थ की श्यानता को कम करते हैं, और भराव फैलाव को बढ़ाते हैं, जिससे प्रसंस्करण प्रदर्शन और अंतिम यांत्रिक गुण दोनों का अनुकूलन होता है।

केबल उद्योग अनुप्रयोगों में उच्च-लोड ATH/MDH ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफिन यौगिकों के प्रसंस्करण और सतह गुणवत्ता के मुद्दों को हल करने के लिए कौन से प्रसंस्करण सहायक सबसे प्रभावी हैं?

सिलिकॉन आधारित योजक और उत्पादन सहायक सामग्री:

SILIKE बहुमुखी प्रदान करता हैपॉलीसिलोक्सेन-आधारित प्रसंस्करण सहायकमानक थर्मोप्लास्टिक्स और इंजीनियरिंग प्लास्टिक्स, दोनों के लिए, प्रसंस्करण को अनुकूलित करने और तैयार उत्पादों के प्रदर्शन को बेहतर बनाने में मदद करते हैं। हमारे समाधान विश्वसनीय सिलिकॉन मास्टरबैच LYSI-401 से लेकर अभिनव SC920 एडिटिव तक हैं—जिन्हें उच्च-भार, हैलोजन-मुक्त LSZH और HFFR LSZH केबल एक्सट्रूज़न में बेहतर दक्षता और विश्वसनीयता प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

विशेष रूप से,SILIKE UHMW सिलिकॉन-आधारित स्नेहक प्रसंस्करण योजककेबलों में ATH/MDH ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफ़िन यौगिकों के लिए लाभकारी सिद्ध हुए हैं। प्रमुख प्रभावों में शामिल हैं:

1. पिघले हुए पदार्थ की श्यानता में कमी: प्रसंस्करण के दौरान पॉलीसिलोक्सेन पिघली हुई सतह पर चले जाते हैं, तथा एक चिकनाईयुक्त फिल्म बनाते हैं जो उपकरण के साथ घर्षण को कम करती है तथा प्रवाहशीलता में सुधार करती है।

2. उन्नत फैलाव: सिलिकॉन-आधारित योजक बहुलक मैट्रिक्स में ATH/MDH के समान वितरण को बढ़ावा देते हैं, जिससे कण एकत्रीकरण न्यूनतम हो जाता है।

3. बेहतर सतह गुणवत्ता:LYSI-401 सिलिकॉन मास्टरबैचडाई बिल्ड-अप और पिघले हुए फ्रैक्चर को कम करता है, जिससे कम दोषों के साथ चिकनी एक्सट्रूडेट सतहें बनती हैं।

4. तेज़ लाइन गति:सिलिकॉन प्रसंस्करण सहायता SC920केबलों के उच्च गति वाले एक्सट्रूज़न के लिए उपयुक्त। यह तार के व्यास की अस्थिरता और स्क्रू के फिसलन को रोक सकता है और उत्पादन क्षमता में सुधार कर सकता है। समान ऊर्जा खपत पर, एक्सट्रूज़न की मात्रा में 10% की वृद्धि हुई।

5. बेहतर यांत्रिक गुण: भराव फैलाव और इंटरफेसियल आसंजन को बढ़ाकर, सिलिकॉन मास्टरबैच समग्र पहनने के प्रतिरोध और यांत्रिक प्रदर्शन में सुधार करता है, जैसे कि प्रभाव गुण और टूटने पर बढ़ाव।

6. ज्वाला-रोधी सहक्रिया और धुआं दमन: सिलोक्सेन योजक ज्वाला-रोधी प्रदर्शन को थोड़ा बढ़ा सकते हैं (जैसे, LOI बढ़ाना) और धुआं उत्सर्जन को कम कर सकते हैं।

SILIKE एशिया-प्रशांत क्षेत्र में सिलिकॉन आधारित योजक, प्रसंस्करण सहायक सामग्री और थर्मोप्लास्टिक सिलिकॉन इलास्टोमर्स का अग्रणी उत्पादक है।

हमारासिलिकॉन प्रसंस्करण सहायकप्रसंस्करण को अनुकूलित करने, भराव फैलाव में सुधार करने, पिघले हुए पदार्थ की श्यानता को कम करने, तथा उच्च दक्षता के साथ चिकनी सतह प्रदान करने के लिए थर्मोप्लास्टिक्स और केबल उद्योगों में इनका व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।

इनमें से, सिलिकॉन मास्टरबैच LYSI-401 और अभिनव SC920 सिलिकॉन प्रसंस्करण सहायक, ATH/MDH ज्वाला-रोधी पॉलीओलेफ़िन फ़ॉर्मूलेशन के लिए, विशेष रूप से LSZH और HFFR केबल एक्सट्रूज़न में, सिद्ध समाधान हैं। SILIKE के सिलिकॉन-आधारित एडिटिव्स और उत्पादन सहायकों को एकीकृत करके, निर्माता स्थिर उत्पादन और निरंतर गुणवत्ता प्राप्त कर सकते हैं।

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