بیشتر مواد پلیمری مواد قابل اشتعال و قابل احتراق هستند ، با میزان انتشار گرمای زیاد ، ارزش کالری بالا ، سرعت انتشار شعله سریع ، خاموش کردن دشوار و گاهی تولید دود غلیظ و گازهای سمی ، تهدید عمر و ایمنی افراد. بنابراین ، استانداردهای مربوط به پیشگیری از آتش سوزی برای موادی مانند لوازم الکترونیکی و مصالح ساختمانی خانگی وجود دارد ، و اضافه کردن بازنشستگان شعله اصلی ترین راه برای دستیابی به عقب ماندگی شعله پلیمری است.
اولا ، تعریف مهارکننده های شعله.
مقاوم در برابر شعله ، همچنین به عنوان مقاوم در برابر شعله ، عامل مقاوم در برابر آتش یا آتش سوزی شناخته می شود ، یک عامل کمکی است که برای بهبود مقاومت در برابر شعله مواد ، جلوگیری از احتراق مادی و سرکوب انتشار شعله است. این امر به جلوگیری از آتش سوزی ، کاهش سرعت شیوع آتش سوزی ، کاهش انتشار گرما ، دود و انتشار سمی کمک می کند. مهمترین چیز این است که زمان فرار ایمن را افزایش دهید.
تاریخچه بازدارنده های شعله را می توان به سال 1820 ردیابی کرد. از دهه 1960 ، عقب ماندگی های شعله به تدریج در مقادیر زیادی تولید و اعمال شده اند. تا کنون ، پس اندازهای شعله پس از پلاستیک سازها به دومین افزودنی بزرگ تبدیل شده اند.
مکانیسم عقب ماندگی شعله از مهارکننده های شعله به طور عمده شامل موارد زیر است:
1) جذب گرما: در هنگام گرم شدن ، جذب گرما و کاهش دمای سطح احتراق ، در عقب ماندگی شعله و تبخیر می شوند و در عقب ماندگی شعله نقش دارند.
2) عملکرد پوشش: پس از گرمایش ، یک لایه پوشش برای تأمین عایق و سد اکسیژن تشکیل می شود.
3) واکنش زنجیره ای: رادیکال های آزاد تولید شده توسط احتراق برای تأخیر یا خاتمه واکنش احتراق.
4) خفگی گاز غیر قابل احتراق: گرمایش گازهای غیر قابل احتراق را تجزیه می کند ، غلظت اکسیژن و گاز قابل احتراق را رقیق می کند.
ثانیا ، انواع مقارف شعله.
انواع زیادی از بازدارنده های شعله وجود دارد که می توانند با توجه به ساختار شیمیایی آنها به مقاصد شعله ارگانیک و بازدارنده های شعله معدنی تقسیم شوند. با توجه به نوع عنصر ، می توان آن را به سیستم هالوژن ، سیستم فسفر ، سیستم نیتروژن ، سیستم سیلیکون ، سیستم آلومینیوم منیزیم ، سیستم مولیبدن و غیره تقسیم کرد. با توجه به رابطه بین مهارکننده های شعله و مواد عقب ماندگی شعله ، می توان آنها را به مهارکننده های شعله اضافه شده و بازدارنده های شعله ای واژانس تقسیم کرد. نمودار زیر طبقه بندی خشن از مقارف شعله است:
بازدارنده های شعله ای که در حال حاضر استفاده می شود عمدتا شامل فسفر معدنی ، آلی و هالوژن های آلی است. عملکرد ، کارآیی عقب ماندگی شعله ، دوستی محیطی و مزایای این سه مهار کننده شعله به شرح زیر است:
یکی از آنها عقب مانده شعله هالوژن است.
بازدارنده های شعله هالوژن به نگهدارنده های شعله ارگانیک که عمدتا از هالوژن ها تشکیل شده اند ، اشاره دارند که از دهه 1960 به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرند. بازدارنده های شعله برمین نماینده آن و یکی از بزرگترین مقارف شعله ارگانیک تولید شده در جهان هستند. بازدارنده های شعله برمین در 300 درجه تجزیه می شوند و می توانند رادیکال های آزاد تولید شده توسط واکنش های تخریب پلیمر را ضبط کنند ، در نتیجه واکنش های احتراق را به تأخیر می اندازند یا خاتمه می دهند و گاز HBR را آزاد می کنند تا گازهای احتمالی را مسدود کنند.
محصولات اصلی: Tetrabromobisphenol A ، Decabromodiphenyl Ethane ، و غیره
ویژگی ها: راندمان نگهدارنده شعله بالا ، استفاده کم ، قیمت متوسط ، تأثیر حداقل بر خصوصیات مواد ، اما دود احتراق بالا و انتشار گازهای سمی و خورنده.
شکل 10 Masterbatch Bromodiphenyletane شعله ، تولید شده توسط Haiwang Chemical.
جامعه بین المللی به طور پی در پی آیین نامه ها و سیاست هایی مانند کنوانسیون POPS ، WEEE ، ROHS ، REACH و غیره را معرفی کرده است. با توجه به کمبود و انحصار منابع برمین در جهان ، قیمت برم به سرعت افزایش یافته است ، و مزیت هزینه آن برای عقب نشینی شعله های مبتنی بر برومین به تدریج از بین رفته است و در نتیجه کاهش تدریجی سهم بازار است.
مورد دوم مهارکننده های شعله ای مبتنی بر فسفر است.
بازدارنده های شعله فسفر شامل بازدارنده های شعله فسفر آلی و بازدارنده های شعله فسفر معدنی است. ویژگی های اصلی: سمیت کم ، دود کم ، هالوژن کم یا حتی هالوژن ، راندمان بالا و دوز کم.
Microcapsule قرمز فسفر Masterbatch برای سیم های تصویر ، Hanzhong Zall.
1) مهار شعله فسفر آلی.
محصولات اصلی: استرهای اسید فسفونیک ، استرهای فسفات ، استرهای هیپوفسفیت ، نمک های فسفات آلی ، اکسیدهای فسفین ، ترکیبات نیتروژن فسفر و غیره.
محصولات تجزیه حرارتی فسفر حاوی ترکیبات دارای اثرات کم آبی بدن است که می تواند سطح پلیمری پوشیده از کربن را کربن کند ، یک فیلم کربن تشکیل دهد ، هوا را جدا کند و به اثرات مهار کننده شعله برسد.
معایب: مقاومت در برابر حرارت ضعیف ، نوسانات زیاد ، بدتر شدن دمای تغییر شکل حرارتی پلاستیک.
2) مهار شعله فسفر معدنی:
محصولات اصلی: فسفر قرمز ، فسفر قرمز میکروآنپس ، فسفات آمونیوم ، پلی فسفات آمونیوم (APP) و غیره.
برنامه در مورد سیستم های بازدارنده شعله Intumescent قابل استفاده است ، که عمدتا برای پلی الیفین ، فوم پلی اورتان ، روکش و سایر مقاصد شعله استفاده می شود.
سوم هیدروکسیدهای فلزی است.
عمدتاً از هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیم تشکیل شده است ، این یک مهارکننده شعله است که بازپرداخت شعله ، سرکوب دود و پر کردن را ادغام می کند. ویژگی های اصلی: غیر سمی ، غیر خورنده ، پایداری خوب ، عدم ثبات خوب ، بدون گاز سمی ، سرکوب دود و غیره
یکی هیدروکسید آلومینیوم است.
هیدروکسید آلومینیوم ، به اختصار ATH ، دارای مهار شعله ، سرکوب دود و عملکردهای پر کردن ، غیر سمی و ارزان است و مهمترین مهار کننده شعله معدنی است. ATH شروع به کم آبی و جذب گرما در حدود 250 درجه می کند و اکسید آلومینیوم را بر روی سطح مواد تولید می کند و احتراق آن را سرکوب می کند. مناسب برای الاستومرها ، رزین های حرارتی ، پلاستیک ترموپلاستیک و غیره
تصویر: هیدروکسید آلومینیوم سفید فوق العاده بالا از شرکت سوپر لیگ چین.
دوم هیدروکسید منیزیم است.
هیدروکسید منیزیم در حال حاضر یک مهار کننده شعله افزودنی توسعه یافته با دود کم و خاصیت غیر سمی است که می تواند گازهای اسیدی و خورنده را در حین احتراق خنثی کند. دمای تجزیه هیدروکسید منیزیم بالاتر از ATH است ، از 350 تا 400 درجه ، و آن را برای پردازش پلاستیک های مهندسی با دمای بالا مناسب می کند. با این حال ، از آنجا که هیدروکسید منیزیم می تواند تجزیه رزین را کاتالیز کند ، به طور کلی برای رزین های پلی استر ترموپلاستیک مناسب نیست.
با توجه به راندمان کمرنگ شعله کم هیدروکسیدهای معدنی ، مقدار اضافی به طور کلی به اندازه 70 ~ 70 ٪ 50 ٪ است که این امر بر خصوصیات ماده تأثیر می گذارد. بنابراین ، برای بهبود سازگاری با مواد ، به درمان سطح نیاز است.
چهارم روی بورات است.
روی بورات دارای عملکردهای مختلفی از جمله عقب ماندگی شعله ، سرکوب دود ، کربن سازی ، سرکوب یین و قطرات ضد ذوب است. کم هزینه ، غیر سمی و غیر تحریک کننده ، بر قدرت ، کشیدگی و پیری حرارتی مواد تأثیر نمی گذارد. بورات روی را می توان به تنهایی یا در ترکیب با هالیدهای آلی و تری اکسید آنتیموان برای عقب ماندگی شعله بهتر استفاده کرد.
پنج نفر دارای مقاوم در برابر شعله تریازین هستند.
بازدارنده های شعله تریازین عمدتاً از ملامین و مشتقات آن تشکیل شده اند که دارای چندین عملکرد واکنش ، پایداری حرارتی خوب ، اثر عقب ماندگی شعله خوب و سازگاری خوب با پلیمرها هستند.
محصولات اصلی: ملامین ، ملامین سیانورات ، MPP ، MP و غیره
ملامین و مشتقات آن برای گسترش سیستم های بازدارنده شعله ، که عمدتاً برای نایلون بازدارنده شعله استفاده می شود ، مناسب هستند.
6. بازدارنده شعله گسترش.
1) مهار شعله گسترش نیتروژن فسفر.
مقاوم در برابر شعله نیتروژن فسفر ، یک مهار کننده شعله است که عمدتاً از فسفر و نیتروژن تشکیل شده است ، با اثر عقب ماندگی شعله خوب ، حجم سیگار کشیدن کم و تولید کم گازهای سمی. مهارکننده های شعله نیتروژن فسفر هنگام گرم شدن یک لایه متخلخل تشکیل می دهند که می تواند گرما و اکسیژن را عایق کند. بخار آب آزاد شده و آمونیاک می تواند لایه کربن را کف کند ، که برای عقب ماندگی شعله مفید است. در حال حاضر بیشترین استفاده از بازدارنده های شعله نیتروژن فسفر در حال حاضر سیستم های ملامین ، برنامه و پلی استر است.
مقاوم در برابر شعله نیتروژن فسفر ، Hanzhong Zall.
مورد دوم گرافیت قابل ارتقا است.
گرافیت قابل ارتقا با اسید کردن گرافیت طبیعی با اسید سولفوریک غلیظ ، شستشوی آن با آب ، فیلتر کردن آن ، خشک کردن آن و سپس گسترش آن در 900-1000 درجه انجام می شود. حجم گرافیت قابل ارتقاء صدها بار با افزایش دما گسترش می یابد و یک لایه کربن روی سطح پلیمر تشکیل می دهد تا منابع گرما را جدا کند. در طی فرآیند انبساط ، مقدار زیادی از گرما را جذب می کند ، یونهای اسیدی را در لایه ای آزاد می کند ، کم آبی و کربن سازی را ترویج می کند و با رادیکال های آزاد تولید شده توسط احتراق برای مهار واکنش های زنجیره ای ترکیب می شود. می توان آن را همراه با ترکیبات فسفر و اکسیدهای فلزی برای تولید یک اثر هم افزایی استفاده کرد و اضافه کردن مقدار کمی می تواند به هدف عقب ماندگی شعله برسد.
استانداردهای سختگیرانه ایمنی در برابر آتش و رشد سریع کاربردهای پلاستیکی منجر به روند رو به رشد در بازار عقب ماندگی شعله شده است. با این حال ، در چین استانداردهای مهار کننده شعله نسبتاً کمی وجود دارد ، و فناوری عقب ماندگی شعله نسبتاً عقب مانده است. بازدارنده های شعله برم هنوز هم اصلی هستند. تحت تأثیر ممنوعیت یا محدود کردن استفاده از برخی از مقاومات شعله برمین در خارج از کشور ، بدون هالوژن ، با راندمان بالا ، سمیت کم و کمرنگ های شعله کم دود به سرعت در چین توسعه یافته است. فن آوری های جدید مقاوم در برابر شعله مانند اتصال متقاطع ، اولترافین ، میکرو کپسوله سازی ، اصلاح سطح و هم افزایی کامپوزیت به نقاط مهم تحقیقاتی تبدیل شده اند.
