Berita

Pendahuluan: Memecahkan Tantangan Pemrosesan Senyawa Poliolefin Tahan Api ATH/MDH Beban Tinggi

Dalam industri kabel, persyaratan ketat untuk ketahanan api sangat penting untuk menjamin keselamatan personel dan peralatan jika terjadi kebakaran. Aluminium hidroksida (ATH) dan magnesium hidroksida (MDH), sebagai penghambat api bebas halogen, banyak digunakan dalam senyawa kabel poliolefin karena ramah lingkungan, emisi asap rendah, dan pelepasan gas non-korosif. Namun, untuk mencapai kinerja tahan api yang dibutuhkan seringkali memerlukan penambahan muatan ATH dan MDH yang tinggi—biasanya 50–70 wt% atau lebih tinggi—ke dalam matriks poliolefin.

Meskipun kandungan pengisi yang tinggi secara signifikan meningkatkan ketahanan api, hal ini juga menimbulkan tantangan pemrosesan yang serius, termasuk peningkatan viskositas lelehan, penurunan kemampuan alir, penurunan sifat mekanis, dan kualitas permukaan yang buruk. Masalah-masalah ini dapat sangat membatasi efisiensi produksi dan kualitas produk.

Artikel ini bertujuan untuk mengkaji secara sistematis tantangan pemrosesan yang terkait dengan senyawa poliolefin tahan api ATH/MDH beban tinggi dalam aplikasi kabel. Berdasarkan umpan balik pasar dan pengalaman praktis, artikel inimengidentifikasi efektifpengolahanaditifuntukWawasan yang diberikan bertujuan untuk membantu produsen kawat dan kabel mengoptimalkan formulasi dan meningkatkan proses produksi saat menggunakan senyawa poliolefin tahan api ATH/MDH beban tinggi.

Memahami Penghambat Api ATH dan MDH

ATH dan MDH adalah dua penghambat api anorganik utama bebas halogen yang banyak digunakan dalam material polimer, terutama pada aplikasi kabel dengan standar keselamatan dan lingkungan yang tinggi. Keduanya bekerja melalui dekomposisi endotermik dan pelepasan air, mengencerkan gas yang mudah terbakar dan membentuk lapisan oksida pelindung pada permukaan material, yang menghambat pembakaran dan mengurangi asap. ATH terurai pada suhu sekitar 200–220°C, sementara MDH memiliki suhu dekomposisi yang lebih tinggi, yaitu 330–340°C, sehingga MDH lebih cocok untuk polimer yang diproses pada suhu yang lebih tinggi.

1. Mekanisme penghambat api ATH dan MDH meliputi:

1.1. Dekomposisi endotermik:

Setelah dipanaskan, ATH (Al(OH)₃) dan MDH (Mg(OH)₂) mengalami dekomposisi endotermik, menyerap panas yang signifikan dan menurunkan suhu polimer untuk menunda degradasi termal.

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

MDH: Mg(OH)₂ → MgO + H₂O, ΔH ≈ 1316 J/g

1.2. Pelepasan uap air:

Uap air yang dilepaskan mengencerkan gas yang mudah terbakar di sekitar polimer dan membatasi akses oksigen, sehingga menghambat pembakaran.

1.3. Pembentukan lapisan pelindung:

Oksida logam yang dihasilkan (Al₂O₃ dan MgO) bergabung dengan lapisan arang polimer untuk membentuk lapisan pelindung padat, yang menghalangi penetrasi panas dan oksigen serta menghalangi pelepasan gas yang mudah terbakar.

1.4. Penekanan asap:

Lapisan pelindung juga menyerap partikel asap, mengurangi kepadatan asap keseluruhan.

Meskipun kinerja tahan api dan manfaat lingkungannya sangat baik, untuk mencapai peringkat tahan api yang tinggi biasanya memerlukan 50–70 wt% atau lebih ATH/MDH, yang merupakan penyebab utama tantangan pemrosesan selanjutnya.
2. Tantangan Pemrosesan Utama Poliolefin ATH/MDH Beban Tinggi dalam Aplikasi Kabel

2.1. Sifat reologi yang memburuk:

Beban pengisi yang tinggi secara drastis meningkatkan viskositas lelehan dan mengurangi kemampuan alir. Hal ini mempersulit plastisisasi dan aliran selama ekstrusi, sehingga membutuhkan suhu pemrosesan dan gaya geser yang lebih tinggi, yang meningkatkan konsumsi energi dan mempercepat keausan peralatan. Aliran lelehan yang berkurang juga membatasi kecepatan ekstrusi dan efisiensi produksi.

2.2. Sifat mekanik yang berkurang:

Pengisi anorganik dalam jumlah besar mengencerkan matriks polimer, sehingga secara signifikan mengurangi kekuatan tarik, perpanjangan putus, dan kekuatan impak. Misalnya, penambahan 50% atau lebih ATH/MDH dapat mengurangi kekuatan tarik sekitar 40% atau lebih, sehingga menimbulkan tantangan bagi material kabel yang fleksibel dan tahan lama.

2.3. Masalah dispersi:

Partikel ATH dan MDH sering kali berkumpul dalam matriks polimer, yang menyebabkan titik konsentrasi tegangan, penurunan kinerja mekanis, dan cacat ekstrusi seperti kekasaran permukaan atau gelembung.

2.4. Kualitas permukaan yang buruk:

Viskositas leleh yang tinggi, dispersi yang buruk, dan kompatibilitas pengisi-polimer yang terbatas dapat menyebabkan permukaan ekstrudat menjadi kasar atau tidak rata, sehingga menghasilkan penumpukan "kulit hiu" atau cetakan. Akumulasi pada cetakan (drool cetakan) memengaruhi penampilan dan keberlanjutan produksi.

2.5. Dampak terhadap sifat listrik:

Kandungan pengisi yang tinggi dan dispersi yang tidak merata dapat memengaruhi sifat dielektrik, seperti resistivitas volume. Selain itu, ATH/MDH memiliki daya serap air yang relatif tinggi, yang berpotensi memengaruhi kinerja listrik dan stabilitas jangka panjang di lingkungan lembap.

2.6. Jendela pemrosesan yang sempit:

Kisaran suhu pemrosesan untuk poliolefin tahan api beban tinggi cukup sempit. ATH mulai terurai sekitar 200°C, sementara MDH terurai sekitar 330°C. Kontrol suhu yang presisi diperlukan untuk mencegah dekomposisi dini dan memastikan kinerja tahan api serta integritas material.

Tantangan-tantangan ini membuat pemrosesan poliolefin ATH/MDH beban tinggi menjadi rumit dan menyoroti perlunya bantuan pemrosesan yang efektif.

Oleh karena itu, untuk mengatasi tantangan ini, berbagai alat bantu pemrosesan telah dikembangkan dan diterapkan dalam industri kabel. Alat bantu ini meningkatkan kompatibilitas antarmuka polimer-pengisi, mengurangi viskositas leleh, dan meningkatkan dispersi pengisi, sehingga mengoptimalkan kinerja pemrosesan dan sifat mekanis akhir.

Bantuan pemrosesan mana yang paling efektif untuk mengatasi masalah pemrosesan dan kualitas permukaan senyawa poliolefin tahan api ATH/MDH beban tinggi dalam aplikasi industri kabel?

Aditif dan bahan pembantu produksi berbahan dasar silikon:

SILIKE menawarkan serbagunabahan pembantu pemrosesan berbasis polisiloksanaBaik untuk termoplastik standar maupun plastik rekayasa, membantu mengoptimalkan pemrosesan dan meningkatkan kinerja produk jadi. Solusi kami mencakup masterbatch silikon tepercaya LYSI-401 hingga aditif inovatif SC920—dirancang untuk memberikan efisiensi dan keandalan yang lebih tinggi dalam ekstrusi kabel LSZH dan HFFR LSZH bebas halogen dengan beban tinggi.

Secara khusus,Aditif pemrosesan pelumas berbasis silikon SILIKE UHMWSenyawa poliolefin tahan api ATH/MDH pada kabel telah terbukti bermanfaat. Efek utamanya meliputi:

1. Viskositas lelehan berkurang: Polisiloksana bermigrasi ke permukaan lelehan selama pemrosesan, membentuk lapisan pelumas yang mengurangi gesekan dengan peralatan dan meningkatkan kemampuan aliran.

2. Peningkatan dispersi: Aditif berbasis silikon meningkatkan distribusi ATH/MDH yang seragam dalam matriks polimer, meminimalkan agregasi partikel.

3. Peningkatan kualitas permukaan:Masterbatch silikon LYSI-401mengurangi penumpukan cetakan dan fraktur leleh, menghasilkan permukaan ekstrudat yang lebih halus dengan lebih sedikit cacat.

4. Kecepatan jalur lebih cepat:Alat Bantu Pemrosesan Silikon SC920Cocok untuk ekstrusi kabel berkecepatan tinggi. Hal ini dapat mencegah ketidakstabilan diameter kawat dan selip sekrup, serta meningkatkan efisiensi produksi. Dengan konsumsi energi yang sama, volume ekstrusi meningkat sebesar 10%.

5. Peningkatan sifat mekanis: Dengan meningkatkan dispersi pengisi dan adhesi antarmuka, masterbatch silikon meningkatkan ketahanan aus komposit dan kinerja mekanis, seperti sifat benturan & perpanjangan saat putus.

6. Sinergisme penghambat api dan penekanan asap: aditif siloksana dapat sedikit meningkatkan kinerja penghambat api (misalnya, meningkatkan LOI) dan mengurangi emisi asap.

SILIKE adalah produsen terkemuka aditif berbasis silikon, bahan pembantu pemrosesan, dan elastomer silikon termoplastik di kawasan Asia-Pasifik.

Kitaalat bantu pemrosesan silikonditerapkan secara luas dalam industri termoplastik dan kabel untuk mengoptimalkan pemrosesan, meningkatkan dispersi pengisi, mengurangi viskositas lelehan, dan menghasilkan permukaan yang lebih halus dengan efisiensi yang lebih tinggi.

Di antaranya, masterbatch silikon LYSI-401 dan alat bantu pemrosesan silikon SC920 yang inovatif merupakan solusi yang telah teruji untuk formulasi poliolefin tahan api ATH/MDH, terutama dalam ekstrusi kabel LSZH dan HFFR. Dengan mengintegrasikan aditif dan alat bantu produksi berbasis silikon dari SILIKE, produsen dapat mencapai produksi yang stabil dan kualitas yang konsisten.

If you are looking for silicone processing aids for ATH/MDH compounds, polysiloxane additives for flame-retardant polyolefins, silicone masterbatch for LSZH / HFFR cables, improve dispersion in ATH/MDH cable compounds, reduce melt viscosity flame-retardant polyolefin extrusion, cable extrusion processing additives, silicone-based extrusion aids for wires and cables, please visit www.siliketech.com or contact us at amy.wang@silike.cn to learn more.