Senyawa Berbasis Triazine dan Aplikasinya dalam Sistem Tahan Api Intumescent Bebas Halogen
Triazin adalah kelas senyawa organik yang mengandung nitrogen, termasuk tiga isomer berikut: 1,3,5-triazin, 1,2,4-triazin, dan 1,2,3-triazin. Di antara ini, 1,3,5-triazin adalah yang paling umum. Senyawa seperti melamin dan melamin sianurat termasuk dalam kategori senyawa berbasis triazin. Efektivitas senyawa berbasis triazin dalam ketahanan api telah mendapatkan pengakuan pasar dan telah menjadi fokus penelitian utama dalam beberapa tahun terakhir.
Senyawa berbasis triazin kaya akan struktur karbon tersier, menawarkan sifat pembentuk arang yang sangat baik. Mereka stabil secara kimia, hanya terurai ketika dipanaskan di atas 150°C dalam asam sulfat pekat. Berfungsi sebagai prepolimer untuk banyak oligomer dan polimer, mereka dapat dengan mudah disintesis menjadi senyawa dengan berat molekul yang relatif tinggi, sejalan dengan tren pengembangan teknologi tahan api makromolekul.
Zat tahan api berbasis triazin termasuk melamin (MEL) dan garamnya, melamin sianurat (MCA) dan turunannya, serta asam sianurat dan turunannya. Artikel ini berfokus pada senyawa berbasis triazin baru dan aplikasinya dalam sistem tahan api intumescent (IFR) bebas halogen.
Dengan menggunakan campuran minyak sikloalkana-modifikasi SEBS dan polipropilena (O-SEBS/PP) sebagai matriks, zat tahan api intumescent diformulasikan dengan menggabungkan zat pembentuk arang berbasis triazin (CFA), polifosfat amonium (APP), dan SiO₂ untuk menahan api sistem O-SEBS/PP. Sistem IFR saja tidak cukup untuk mengatasi ketahanan api bahan O-SEBS/PP. Sistem O-SEBS/PP/IFR dengan penambahan IFR 35% berat hanya mencapai peringkat UL94 V-1 (ketebalan 1,6mm). Ketika IFR dikombinasikan dengan hipofosfit aluminium (AHP) pada rasio massa 8:1 untuk menahan api O-SEBS/PP, bahan O-SEBS/PP/FR dengan total kandungan aditif 28% berat dan ketebalan 1,6mm mencapai peringkat UL94 V-0. Parameter seperti laju pelepasan panas puncak (PHRR) dan total pelepasan panas (THR) berkurang secara signifikan.
Hasilnya menunjukkan bahwa komposit O-SEBS/PP pada dasarnya sulit untuk ditahan api, dan IFR saja menunjukkan efisiensi rendah untuk sistem ini.
Untuk meningkatkan efisiensi tahan api IFR dalam sistem ini, hipofosfit aluminium (AHP) diperkenalkan. Komposit O-SEBS/PP tahan api mengandung sekitar 69% resin matriks, terdiri dari 46% SEBS (dengan ekstensi minyak 50%) dan 23% PP. Total kandungan aditif tahan api (IFR + AHP) adalah 30%. Di dalamnya, rasio massa CFA terhadap APP dipertahankan pada 1:4, penambahan SiO₂ adalah 5% dari massa IFR, dan sisanya terdiri dari rasio massa AHP dan IFR yang berbeda. Antioksidan 1010 dan seng stearat masing-masing ditambahkan pada 0,5%.
Data tentang kinerja tahan api komposit O-SEBS/PP dengan rasio massa AHP:IFR yang berbeda menunjukkan bahwa ketika proporsi IFR meningkat, indeks oksigen batas (LOI) bahan tersebut pertama-tama meningkat dan kemudian menurun. Semua formulasi lulus peringkat UL94 V-0 (1,6mm). Ketika rasio massa AHP terhadap IFR adalah 1:8, komposit mencapai nilai LOI tertinggi sebesar 34,8% dan waktu pembakaran vertikal 1,5 detik, yang menunjukkan ini sebagai rasio optimal antara AHP dan IFR.