Plastics_12_2_2015

w w w . p l a s t i c s . r u 20 СПЕЦТЕМА/ НОВЫЕ ПОЛИМЕРНЫЕ ПРОИЗВОДСТВА П Л А С Т И К С № 1 2 / I I ( 1 5 2 ) 2 0 1 5 Таблица 2. Использование полифосфонатов с различными материалами имущество этого продукта, разработанного Dow Chemical Company, состоит в том, что он не высвобождается из полимерной матрицы. Однако в некоторых областях, где ис- пользуются такие полимерные бромосодер- жащие добавки, требуется применять триок- сид сурьмы, который обеспечивает эффект синергии. Это вещество представляет собой оксид тяжелого металла и предположительно может являться канцерогеном. По симпто- мам отравления сурьма сходна с мышьяком. Кроме того, материалы, содержащие броми- рованный полистирол, должны подвергаться вторичной переработке отдельно от других, а при неполном возгорании все еще могут вы- деляться фураны и диоксины. Новые добавки Альтернативой вышеописанным реше- ниям являются полифосфонаты. Первые подобные продукты были разрабо- таны компанией FRX Polymers Inc. и выпускаются под брендом Nofia. Они не содержат галогенов, не вы- свобождаются из готовых изделий и оказывают минимальное воздействие на здоровье человека и окружающую среду. Технология их изготовления основывается на химическом про- цессе полимеризации мономера фос- фоната в уникальные олигомерные и полимерные огнезащитные добавки. По сравнению с галогеносодержащи- ми продуктами, новыми полимерны- ми бромосодержащими добавками и другими решениями на основе фос- фора эти полифосфонаты обладают рядом преимуществ (табл. 1). Процесс получения этих веществ весьма экономичен. Благодаря преимуще- ствам в условиях реакции и использовании катализаторов можно достичь очень высо- кой производительности. Полимерыиз фосфоросодержащегомоно- мера образуются при плавлении. Химия этого процесса позволяет регулировать состав ко- нечного продукта и его молекулярную массу в широком диапазоне. Изменяя условия про- текания реакции (длительность, температу- ра, давление и используемые катализаторы), можно получать либо олигомеры, либо по- лимеры высокой молекулярной массы. За счет использования различных сомо- номеров можно адаптировать свойства по- лифосфонатов под конкретные требования. Кроме того, замена некоторых мономеров фосфоната на дифенилкарбонат позволяет получить различные аналоги поликарбоната, содержание фосфора в которых варьируется от очень низких значений до более 10%. Побочный продукт реакции поли- меризации используется повторно для получения исходных мономеров, так что количество отходов сводится к ми- нимуму. И мономерный, и полимерный процессы уже применяются на коммер- ческих производствах. Области применения Полифосфонаты и их аналоги на основе дифенилкарбоната могут приме- няться как самостоятельные продукты, которые добавляются в расплав. Они способны придавать огнеупорные, а так- же различные иные уникальные свойства полиэфирам, поликарбонатам, смесям, полиуретанам, эпоксидным смолам, не- насыщенным полиэфирам и полимоче- вине. За счет своей полимерной струк- Таблица 1. Сравнение полифосфонатов с галогеносодержащими и другими фосфоросодержащими огнезащитными добавками Галогеносодержащие добавки Фосфоросодержащие добавки Маленькие молекулы Полибромовые эфиры (PBE), PBDE, тетрабромдисфенол А (TBBPA), decaBDE, HBCD – не распадаются, накапливаются в биологических тканях и обладают токсичностью; – требуют триоксид сурьмы в качестве дополнительного вещества; – высвобождаются из полимерной матрицы; – образуют диоксины и фураны при неполном возгорании Органические фосфаты, фосфинаты, 9,10-дигидро-9-окса-10-фосфафенантрен- 10-оксид (DOPO) + не содержат галогенов; – высвобождаются из полимерной матрицы; – могут ухудшать механические и тепловые свойства материала; – возможна токсичность в водном растворе (дифосфаты) Полимеры Бромированный полистирол + не высвобождаются из полимерной матрицы; – требуют триоксид сурьмы в качестве дополнительного вещества; – образуют диоксины и фураны при неполном возгорании Полифосфонаты + не содержат галогенов; + не высвобождаются из полимерной матрицы; + имеют хорошие характеристики в плане токсичности для человека и в водном растворе; + не накапливаются в биологических тканях; + поставляются в виде гранул (отсутствие сложностей при работе с жидкостями или образования пыли); + помимо придания огнеупорности дополнительно улучшают характеристики материала Полимер Фосфонат Содержание, % масс. Дополнительные огнезащитные добавки Методы испытаний на огнеупорность Присвоенный класс огнеупорности Сополимер 100 UL94 VTM-0/0,1 мм V0/0,2 мм ПЭТ Гомополимер 5-20 ASTM D6413-99 NFP92-507 UL94 Погасание пламени менее1 с M1 V-0/0,8 мм ПК Сополимер 15-50 Сульфонаты UL94 V-0/0,4 мм ПК/АБС Сополимер 85 Тефлон UL94 V-0/1,6 мм ПБТ, армированный стекловолокном Гомополимер Сополимер 15-25 Меламин цианурат (MC) Тефлон UL94 V-0/0,8 мм ТПУ Гомополимер Олигомер 2-20 Резорцин бис дифенил фосфат (RDP) Фосфинаты E84, E162 UL94 Class A V-0/0,1-1,6 мм Полиэфирный ТПЭ Сополимер 5 Exolit ® , MC, гидроокись алюминия (ATH) UL94 V-0/1,6 мм Эпоксидные смолы Олигомер 10-30 ATH Нестабилизи- рованный ПЭТ Олигомер 10-30 ATH/RDP E162 Class A