เรซินฟีนอลิกเหมาะสำหรับใช้ในดอกไม้ไฟใต้น้ำหรือไม่?

เรซินฟีนอลสามารถใช้เป็นสารยึดเกาะและวัสดุโครงสร้างในการใช้งานพลุไฟและมีความต้านทานต่อความชื้นและเสถียรภาพทางความร้อนข้อดีเป็นสารยึดเกาะ ^[1][2][3]. อย่างไรก็ตาม,ไม่มีเอกสารทางเทคนิคที่เปิดเผยต่อสาธารณะที่ยืนยันว่าใช้เป็นวัสดุสำหรับดอกไม้ไฟใต้น้ำ. การใช้พลุใต้น้ำในปัจจุบันใช้ระบบขวดพลาสติกบวกน้ำยาง หรือท่อกระดาษบวกชั้นกันน้ำที่มีปลายปิดผนึกด้วยโคลน^[4][5][6]. ฟีนอลิกเรซินคือผู้สมัครที่มีศักยภาพสำหรับการใช้งานเคสใต้น้ำ แต่การเลือกต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องกับแรงดันอุทกสถิต ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำ และการสัมผัสความร้อนจากการปล่อยประจุโดยเฉพาะสำหรับความลึกและการออกแบบของจอแสดงผล บทความนี้นำเสนอคุณสมบัติที่ทราบของฟีนอลิกเรซินที่เกี่ยวข้องกับการใช้งานดังกล่าว โดยแยกความแตกต่างอย่างชัดเจนระหว่างข้อมูลที่ตรวจสอบแล้วและข้อกำหนดเฉพาะการใช้งาน

1. ฟีนอลเรซินคืออะไร?

เรซินฟีนอลฟอร์มาลดีไฮด์ (PF) หรือที่เรียกกันทั่วไปว่าฟีนอลิกเรซินเป็นเทอร์โมเซตติงโพลีเมอร์ที่เกิดจากปฏิกิริยาของฟีนอลกับฟอร์มาลดีไฮด์^[1]. เมื่อหายแล้ว จะเกิดเป็นเครือข่ายเชื่อมโยงข้ามที่แข็งแกร่งซึ่งจะไม่ละลายหรือไหลกลับเมื่อได้รับความร้อน^[1][2]. เป็นผู้ทุ่มเทฟีนอลิกเรซินสำหรับดอกไม้ไฟเกรดถูกกำหนดไว้สำหรับขนาดอนุภาค โปรไฟล์การบ่ม และขีดจำกัดโมโนเมอร์ตกค้างที่เหมาะสมกับการใช้ดอกไม้เพลิง^[2][3].

เรซินฟีนอลมีอยู่สองรูปแบบหลัก:

• พื้นรองเท้า:เรซินขั้นตอนเดียวที่แข็งตัวด้วยความร้อนเพียงอย่างเดียว^[1][2].
• โนโวแลค:เรซินสองขั้นตอนที่ต้องใช้สารบ่ม เช่น เฮกซาเมทิลีนเตตรามีน (HMTA)^[1][2].

2. คุณสมบัติที่เกี่ยวข้องของเรซินฟีนอลิกที่บ่มแล้ว

บันทึก:เหล่านี้เป็นช่วงทั่วไปสำหรับสารประกอบฟีนอลิกที่บ่มแล้วซึ่งดึงมาจากคู่มือ ASM เล่มที่ 21: คอมโพสิต, Ch. 17 (ฟีนอลเรซิน) และ Ch. 20 (สารประกอบการขึ้นรูป) ^[5]. ค่าจริงขึ้นอยู่กับเกรด ระบบฟิลเลอร์ และกำหนดการรักษา ยืนยันกับซัพพลายเออร์ TDS เสมอ

3. สิ่งที่ทราบเกี่ยวกับฟีนอลิกเรซินในดอกไม้ไฟ

3.1 ฟังก์ชั่นสารยึดเกาะและเชื้อเพลิง

เรซินฟีนอลถูกนำมาใช้อย่างกว้างขวางในดอกไม้ไฟทางอากาศเพื่อเป็นสารยึดเกาะและเชื้อเพลิงอินทรีย์ที่มีค่าความร้อนสูง^[1][2][3]. การทดสอบเปรียบเทียบองค์ประกอบ Ba(NO₃)₂/Mg แสดงให้เห็นว่าสูตรผสมฟีนอลที่มีเรซินมีอุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดที่1,594.5 องศาเซลเซียสและอัตราการเผาไหม้ที่12.5 มม./วินาทีเทียบกับ 1,432.6 °C และ 9.0 มิลลิเมตร/วินาที สำหรับระบบที่จับกับไนโตรเซลลูโลส^[2][3]. ความแตกต่างที่ขับเคลื่อนด้วยสารยึดเกาะในพฤติกรรมการเผาไหม้ได้รับการบันทึกไว้ในเอกสารอ้างอิงเกี่ยวกับพลุไฟมาตรฐาน^[3][8].

3.2 ความต้านทานต่อความชื้นในองค์ประกอบดอกไม้ไฟ

เดกซ์ทรินเป็นสารยึดเกาะในน้ำที่พบมากที่สุดในดอกไม้ไฟ มีคุณสมบัติดูดความชื้นได้สูงและสูญเสียความแข็งแรงของพันธะในสภาวะที่มีความชื้น เรซินฟีนอลเมื่อแข็งตัวเต็มที่แล้วจะมีการดูดซึมน้ำต่ำ (0.05–1.5% ต่อ ASTM D570 สำหรับระบบเติม) ทำให้เหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ชื้น^[1][2][5].

3.3 ความเสถียรทางความร้อน

เรซินฟีนอลิกที่บ่มจะผ่านขั้นตอนการสลายตัวครั้งแรกที่340–480 องศาเซลเซียสโดยมีช่วงลดน้ำหนักหลักคือ460–640 องศาเซลเซียส ^[6][7]. เดกซ์ทรินสลายตัวโดยประมาณ175–260 องศาเซลเซียส ^[1][2]. นี่ไม่ได้หมายความว่าฟีนอลเรซินสามารถอยู่รอดได้ที่เปลวไฟด้านหน้า 1,000 °C+ ขององค์ประกอบดอกไม้เพลิง หมายความว่าในช่วงเวลาสั้นๆ ระหว่างการปล่อยและการแตก สารยึดเกาะจะรักษาความสมบูรณ์เพียงพอที่จะยึดองค์ประกอบไว้ด้วยกัน^[1][2][3].

3.4 การใช้งานปัจจุบันในดอกไม้ไฟใต้น้ำและดอกไม้ไฟที่อยู่ติดน้ำ

ดอกไม้ไฟใต้น้ำและดอกไม้ไฟที่อยู่ติดน้ำมีอยู่ในหมวดหมู่ที่แท้จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับการแสดงบนเรือ โดยที่อภิธานศัพท์สมาคมดอกไม้ไฟอเมริกัน กำหนด "เรือ" เป็นเรือน้ำที่ใช้จุดพลุดอกไม้ไฟ ^[9]. สิทธิบัตรของจีนที่ตีพิมพ์เผยแพร่บันทึกเส้นทางการดำเนินงานของอุตสาหกรรมในปัจจุบัน:

• CN201020670467.4 (กลุ่มดอกไม้ไฟ Jiangxi Lidu, 2010):ตัวขวดพลาสติก + ฝาปิดยางเหนือยางในเอฟเฟกต์พร้อมปลายปิดผนึกด้วยโคลน อุปกรณ์ทนทานต่อการแช่นานหลายชั่วโมงหรือหลายวัน^[4].
• CN103673774A (ดอกไม้ไฟ Jiangxi Lidu, 2014):กระบอกนอก + กระบอกใน + ชั้นซีลหัวโคลน + แถบกระดาษปิด เพื่อการกันน้ำและอัตราการติดไฟสูง^[5].
• CN200420035890 (หูหนาน, 2004):ตัววัตถุทรงกลม + ชั้นกันน้ำเหนือพื้นผิวเปลือก + การปิดผนึกหัวโคลน พร้อมคาร์ทริดจ์เอฟเฟกต์และประจุปล่อย^[6].

การใช้งานที่เผยแพร่เหล่านี้ไม่ได้ใช้ฟีนอลิกเรซินเป็นวัสดุเคสการปฏิบัติในปัจจุบันอาศัยขวดพลาสติกหรือตัวหลอดกระดาษที่มีน้ำยาง/กระดาษปิดและปลายปิดผนึกด้วยโคลน นี่ไม่ได้หมายความว่าฟีนอลิกไม่สามารถทำงานได้ แต่หมายความว่าฟีนอลในฐานะปลอกคือ aผู้สมัครที่มีศักยภาพไม่ใช่แนวปฏิบัติมาตรฐานในปัจจุบัน

4. สิ่งที่ไม่มีใครรู้เกี่ยวกับฟีนอลิกเรซินในดอกไม้ไฟใต้น้ำ

ไม่มีเอกสารทางเทคนิคที่เปิดเผยต่อสาธารณะที่ยืนยันการใช้ฟีนอลเรซินเป็นวัสดุกรอบสำหรับดอกไม้ไฟใต้น้ำลักษณะต่อไปนี้ยังไม่ได้รับการยืนยันและต้องมีการทดสอบเฉพาะแอปพลิเคชัน^[3][8][10]: :

• ความต้านทานต่อแรงดันอุทกสถิต:ประสิทธิภาพของท่อภายใต้แรงดันน้ำที่คงที่ที่ระดับความลึกไม่ได้รับการบันทึกไว้สำหรับฟีนอลิกเรซินในการใช้งานดอกไม้ไฟใต้น้ำ^[3][8].
• ความสามารถในการซึมผ่านของน้ำเมื่อจมอยู่ใต้น้ำเป็นเวลานาน:ในขณะที่ฟีนอลิกที่บ่มแล้วมีการดูดซึมน้ำต่ำ แต่ผลกระทบจากการจมน้ำในระยะยาวต่อความแข็งแรงของพันธะและความเสถียรของมิติจำเป็นต้องมีการตรวจสอบความถูกต้อง^[5].
• การสัมผัสความร้อนจากการปล่อยประจุ:อุณหภูมิผนังด้านในของเคสในระหว่างการเปิดตัวอาจเข้าใกล้หรือเกิน Tg ของฟีนอลิกเรซิน (150–200 °C) ซึ่งอาจทำให้อ่อนตัวลง^[2].
• ส่วนผสมฟีนอลดัดแปลง:การเพิ่มยางหรือเส้นใยเสริมแรงเพื่อปรับปรุงความยืดหยุ่นเป็นแนวทางที่เป็นไปได้ แต่ไม่มีข้อมูลที่เผยแพร่ยืนยันประสิทธิภาพของการผสมดังกล่าวในปลอกดอกไม้ไฟใต้น้ำ

5. การเปรียบเทียบวัสดุปลอกสำหรับดอกไม้ไฟใต้น้ำ

ตารางต่อไปนี้สรุปคุณสมบัติของวัสดุทั่วไปจำเป็นต้องมีการตรวจสอบเฉพาะแอปพลิเคชันสำหรับวัสดุปลอกใดๆ ในดอกไม้ไฟใต้น้ำเรซินฟีนอลิกถูกระบุว่าเป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพ ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติมาตรฐานในปัจจุบัน ^[3][8][10].

6. สิ่งที่บทความนี้ไม่ได้อ้างสิทธิ์

• ไม่มีการกล่าวอ้างใดๆ ว่าฟีนอลิกเรซินได้รับการพิสูจน์แล้วสำหรับปลอกดอกไม้ไฟใต้น้ำไม่มีเอกสารทางเทคนิคสาธารณะที่ยืนยันการสมัครนี้^[3][8].
• ไม่มีการกล่าวอ้างว่าฟีนอลิกเรซินสามารถแข่งขันกับการใช้งานพลาสติก/น้ำยาง/การปิดผนึกด้วยโคลนในปัจจุบันแนวทางปฏิบัติในปัจจุบันคือระบบขวดพลาสติกหรือหลอดกระดาษ^[4][5][6].
• ไม่มีการเรียกร้องการลดอัตราคนโง่หรือการประหยัดต้นทุนโดยเฉพาะจำเป็นต้องมีการทดสอบเฉพาะแอปพลิเคชัน
• ไม่มีวัสดุปลอกหุ้มที่ "ดีที่สุด" ที่เป็นสากลการเลือกใช้วัสดุขึ้นอยู่กับความลึกของจอแสดงผล การออกแบบการชาร์จขณะปล่อย และข้อกำหนดด้านกฎระเบียบ
• ไม่มีการกล่าวอ้างว่าฟีนอลเรซินไม่อ่อนตัวที่อุณหภูมิ 200–260 °CTg ของฟีนอลิกเรซินคือ 150–200 °C^[2].

7. พารามิเตอร์คุณภาพที่ต้องขอก่อนการประเมิน

8. บทสรุป

ดังที่ได้แสดงไว้ในหัวข้อก่อนหน้านี้ คำตอบของ "เรซินฟีนอลสามารถใช้ในดอกไม้ไฟใต้น้ำได้หรือไม่" เป็นเรซินฟีนอลที่ผ่านการรับรองอย่างรอบคอบ "เป็นตัวเลือกที่มีศักยภาพ ไม่ใช่แนวทางปฏิบัติมาตรฐานในปัจจุบัน" ในฐานะสารยึดเกาะ ฟีนอลิกเรซินมีความทนทานต่อความชื้นที่ได้รับการตรวจสอบแล้ว (การดูดซึมน้ำ 0.05–1.5% ต่อ ASTM D570) การสลายตัวด้วยความร้อนสูง (~340 °C ระยะแรก) และฟังก์ชันสารยึดเกาะบวกเชื้อเพลิงที่ได้รับการพิสูจน์แล้วในองค์ประกอบดอกไม้ไฟทางอากาศ อย่างไรก็ตาม เนื่องจากเป็นวัสดุปลอกสำหรับดอกไม้ไฟใต้น้ำ จึงไม่มีเอกสารทางเทคนิคที่เปิดเผยต่อสาธารณะยืนยันการใช้งาน - การใช้งานในอุตสาหกรรมในปัจจุบันอาศัยระบบปิดผนึกด้วยขวดพลาสติก-บวก-ยาง หรือท่อกระดาษ-บวก-โคลน ตามที่ระบุไว้ในสิทธิบัตรของจีน CN201020670467.4, CN103673774A และ CN200420035890 เคสที่ใช้ฟีนอลิกใดๆ จะต้องมีการตรวจสอบความถูกต้องกับแรงดันอุทกสถิตที่ระดับความลึก ผลกระทบจากการจมน้ำในระยะยาวต่อความแข็งแรงของพันธะ และการสัมผัสความร้อนจากประจุปล่อยที่สัมพันธ์กับ Tg ของฟีนอลที่ 150–200 °C ผู้ผลิตยังต้องดำเนินการภายใต้กรอบงาน ATF 27 CFR Part 555 (รวมถึงข้อกำหนดพื้นที่จัดเก็บ Subpart K) และ CPSC 16 CFR 1507 และควรตรวจสอบกับ NFPA 1124 (ซึ่งถูกเพิกถอนบางส่วนตั้งแต่ปี 2013–2014) และมาตรฐานสากลที่เกี่ยวข้อง ทุกค่าในบทความนี้เป็นช่วงที่เผยแพร่โดยทั่วไปหรือข้อกำหนดมาตรฐาน การเลือกจะต้องได้รับการตรวจสอบความถูกต้องกับ TDS ของซัพพลายเออร์และการทดลองที่มีโครงสร้างบนอุปกรณ์จริง

9. ขั้นตอนต่อไป

หากคุณกำลังประเมินฟีนอลิกเรซินสำหรับดอกไม้ไฟสำหรับการใช้พลุใต้น้ำหรือแบบสัมผัสความชื้น โปรดส่ง:

• ประเภทการใช้งาน (เปลือกเสาอากาศ, น้ำพุ, เคสใต้น้ำ, การหน่วงเวลา, จอแสดงผลแบบเรือบรรทุก)
• เป้าหมายความลึกและระยะเวลาในการจมน้ำ
• เปิดตัวโปรไฟล์ความร้อนการชาร์จ
• วัสดุปลอกปัจจุบันและข้อจำกัด
• กรอบการกำกับดูแลที่บังคับใช้ (ATF, CPSC, NFPA หรืออื่นๆ)
• เอกสารที่จำเป็น (TDS, SDS, ข้อมูลการดูดซึมน้ำ)

เราจะแนะนำเกรดที่เหมาะสมสำหรับการประเมินของคุณและให้ข้อมูลคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องบันทึก:จำเป็นต้องมีการตรวจสอบเฉพาะแอปพลิเคชันสำหรับการใช้งานใต้น้ำ

ขอข้อมูลฟีนอลเรซิน TDS และข้อมูลการดูดซึมน้ำ →

อ้างอิง

1. คนอ.; ปีลาต แอลเอเรซินฟีนอล: เคมี การใช้งาน และสมรรถนะ. สปริงเกอร์ เบอร์ลิน 1985 ISBN 3-540-15039-0 (พิมพ์ซ้ำ 2013)
2. ออร์เก้เคมีคอล.เรซินฟีนอลิกสามารถแทนที่สารยึดเกาะอื่นในดอกไม้ไฟได้หรือไม่?บล็อกทางเทคนิค (ฉบับแก้ไขปัจจุบัน)[ความเป็นมาของซัพพลายเออร์; รายงานอุณหภูมิการเผาไหม้สูงสุดที่ 1,594.5 °C และอัตราการเผาไหม้ 12.5 มิลลิเมตร/วินาที สำหรับองค์ประกอบ Ba(NO₃)₂/Mg ที่จับกับฟีนอล]
3. คอนคลิง เจเอ; โมเซลลา, ซี.เคมีของดอกไม้ไฟ: หลักการและทฤษฎีพื้นฐาน, ฉบับที่ 3 สำนักพิมพ์ซีอาร์ซี, โบกา ราตัน, 2019
4. สิทธิบัตรจีน CN201020670467.4.อุปกรณ์พลุใต้น้ำชนิดหนึ่ง(ขวดพลาสติก + ฝาปิดยาง + ยางในเอฟเฟกต์ + ปลายปิดผนึกโคลน) ผู้สมัคร: Jiangxi Lidu Fireworks Group, 2010
5. สิทธิบัตรจีน CN103673774A.ดอกไม้ไฟใต้น้ำ(กระบอกสูบด้านนอก + กระบอกสูบด้านใน + ชั้นซีลหัวโคลน + แถบกระดาษปิด) ผู้สมัคร: ดอกไม้ไฟ Jiangxi Lidu, 2014
6. สิทธิบัตรจีน CN200420035890.พลุหมุนผิวน้ำ(ตัวทรงกลม + ชั้นกันน้ำ + การปิดผนึกหัวโคลน) ผู้ประดิษฐ์: Luo Youming, 2004
7. คาซมาร์สกา, เค.; และคณะ "การสลายตัวด้วยความร้อนของสารยึดเกาะจากเรซินเอเทอร์ไฟด์"วารสารการวิเคราะห์เชิงความร้อนและแคลอรี่(อ้างถึง 26+) สปริงเกอร์.[TGA ของสารยึดเกาะชนิดฟีนอล; ระยะแรก 340–480 °C ระยะหลัก 460–640 °C]
8. ชิมิสึ, ที.ดอกไม้ไฟ: ศิลปะ วิทยาศาสตร์ และเทคนิค. Pyrotechnica Publications, Austin, TX, 1981 (พิมพ์ซ้ำปี 1988; ฉบับพิมพ์ครั้งที่ 4 มีวางจำหน่ายแล้ว)
9. สมาคมดอกไม้ไฟอเมริกัน (APA)อภิธานคำศัพท์เกี่ยวกับพลุดอกไม้ไฟ(ให้นิยาม "เรือบรรทุก" ว่าเป็นเรือน้ำที่ใช้จุดพลุดอกไม้ไฟ) เชสเตอร์ทาวน์ แมริแลนด์: APA
10. เอเอสเอ็ม อินเตอร์เนชั่นแนลคู่มือ ASM เล่มที่ 21: คอมโพสิต(DB Miracle & SL Donaldson, eds., 2001; Ch. 17 Phenolic Resins และ Ch. 20 Molding Compounds) แมททีเรียลส์พาร์ค, โอไฮโอ: ASM International[แหล่งที่มาสำหรับการดูดซึมน้ำ ความแข็งแรงดัด และข้อมูลความแข็งแรงไดอิเล็กทริกสำหรับสารประกอบฟีนอลขึ้นรูป]
11. สำนักงานแอลกอฮอล์ ยาสูบ อาวุธปืน และวัตถุระเบิด (ATF) ของสหรัฐอเมริกา27 CFR ส่วนที่ 555 - การค้าวัตถุระเบิดรวมถึงข้อกำหนดการจัดเก็บ Subpart K (§ 555.218 ตารางระยะทาง; § 555.221 การแสดงดอกไม้ไฟ) วอชิงตัน ดี.ซี.
12. คณะกรรมการความปลอดภัยสินค้าอุปโภคบริโภคของสหรัฐอเมริกา (CPSC)16 CFR ส่วนที่ 1507 - อุปกรณ์ดอกไม้ไฟ, § 1507.2 สารเคมีต้องห้าม (สารหนู โบรอน คลอเรต แกลเลต แมกนีเซียม เกลือปรอท ฟอสฟอรัส พิเครต ไทโอไซยาเนต ไทเทเนียม เซอร์โคเนียม) เบเทสดา นพ.: CPSC
13. สมาคมป้องกันอัคคีภัยแห่งชาติ (NFPA)NFPA 1124 - รหัสสำหรับการผลิต การขนส่ง และการเก็บรักษาผลิตภัณฑ์ดอกไม้ไฟและดอกไม้ไฟ. ควินซี แมสซาชูเซตส์: NFPA[หมายเหตุ: ถอนออกบางส่วนตั้งแต่ปี 2556-2557; ข้อกำหนดการขายปลีกดอกไม้ไฟสำหรับผู้บริโภคและการจัดเก็บได้ย้ายไปที่รหัสไฟ NFPA 1]