Hebei Messi Biology Co., Ltd. berichtet, dass flammhemmende Verbundwerkstoffe hergestellt wurden, indem basisches Magnesiumcarbonat durch Stearinsäure oberflächenmodifiziert und anschließend in eine Mischung aus Polyethylen niedriger Dichte (LDPE) und Ethylenvinylacetat (EVA) eingearbeitet wurde. Die Studie untersuchte die Auswirkungen des basischen Magnesiumcarbonats auf die Flammhemmung und die mechanischen Eigenschaften der LDPE/EVA-Mischung. Zur Charakterisierung der Mikromorphologie bzw. der thermischen Eigenschaften der flammhemmenden Verbundwerkstoffe wurden die Rasterelektronenmikroskopie (REM) und die Thermogravimetrische Analyse (TG) eingesetzt. Die Ergebnisse zeigen, dass das basische Magnesiumcarbonat nach der Oberflächenmodifikation von einem hydrophilen in einen lipophilen Zustand überging. Ferner wies der resultierende flammhemmende Verbundwerkstoff bei einem Zusatzanteil von 150 Teilen basischem Magnesiumcarbonat eine Zugfestigkeit von 13,1 MPa, eine Biegefestigkeit von 5,0 MPa, eine Schlagzähigkeit von 3,27 kJ/m², eine Bruchdehnung von 9,4 % und einen Sauerstoffindex von 31,6 % auf.
Polyethylen ist ein brennbares Polymer mit einem Sauerstoffindex im Bereich von 17 % bis 18 % und einer Verbrennungswärme von 45,9 MJ/kg – ein Wert, der unter polymeren Werkstoffen als verhältnismäßig hoch gilt. Polyethylen wird üblicherweise als Ummantelungsmaterial für Drähte und Kabel, als Rohrauskleidung sowie in Schaumstoffprodukten verwendet; in vielen Fällen dient es zudem als Baustoff. Folglich bestehen im Allgemeinen spezifische Anforderungen an die Flammhemmung von Polyethylen, wobei besonders strenge Standards angelegt werden, wenn das Material in Draht- und Kabelanwendungen zum Einsatz kommt. Basisches Magnesiumcarbonat verfügt über einen Zersetzungstemperaturbereich von 200 bis 550 °C, der breiter gefächert ist als jener von Magnesiumhydroxid oder Aluminiumhydroxid. Darüber hinaus durchläuft basisches Magnesiumcarbonat während des Verbrennungsvorgangs einen endothermen Zersetzungsprozess, bei dem nicht brennbare Gase – konkret CO₂ und Wasserdampf – freigesetzt werden. Dieser Prozess verdünnt die Sauerstoffkonzentration an der Oberfläche des brennenden Materials und senkt gleichzeitig dessen Oberflächentemperatur; zudem entsteht dabei aktives Magnesiumoxid, das an der brennenden Oberfläche haftet und die Ausbreitung des Feuers weiter hemmt. Wenn Magnesiumcarbonat als Flammschutzmittel in Epoxidharzen eingesetzt wird – konkret bei einer Zugabemenge von 56,5 % an basischem Magnesiumcarbonat –, erreicht der Sauerstoffindex des Epoxidharzsystems einen Wert von 29,7 %. Die Einarbeitung von Magnesit, basischem Magnesiumcarbonat sowie einer Mischung aus basischem Magnesiumcarbonat und Dolomit in EVA- und EEA-Matrizen hat zu signifikanten Verbesserungen der Flammwidrigkeit geführt. Basisches Magnesiumcarbonat hat aufgrund seiner im Vergleich zu Magnesiumhydroxid überlegenen Wirksamkeit bei der Reduzierung der Entflammbarkeit zunehmend an Beachtung gewonnen. Ein übermäßig hoher Gehalt an anorganischen Füllstoffen kann jedoch die mechanischen Eigenschaften flammgeschützter Verbundwerkstoffe erheblich beeinträchtigen; insbesondere zeichnet sich EVA durch seine Weichheit und hervorragende Schlagzähigkeit aus – Eigenschaften, die zudem die Formgebung und Verarbeitung erleichtern.
Hebei Messi Biology Co., Ltd. berichtet über eine Studie, die sich mit der Oberflächenmodifizierung von basischem Magnesiumcarbonat mittels Stearinsäure sowie dessen anschließender Einarbeitung in eine LDPE/EVA-Mischung befasst. Die Studie untersucht den Einfluss unterschiedlicher Zugabemengen an basischem Magnesiumcarbonat sowohl auf die flammhemmenden als auch auf die mechanischen Eigenschaften der resultierenden Verbundwerkstoffe.