Καθώς τα πολυμερή υλικά χρησιμοποιούνται ολοένα και περισσότερο στα ηλεκτρονικά είδη, τον ηλεκτρικό εξοπλισμό, τις κατασκευές, τα εξαρτήματα αυτοκινήτων, τις μεταφορές και τα καταναλωτικά προϊόντα, η πυρασφάλεια έχει γίνει σημαντικός παράγοντας στην ανάπτυξη υλικών. Τα επιβραδυντικά φλόγας χρησιμοποιούνται ευρέως για τη μείωση της ευφλεκτότητας, την αργή διάδοση της φλόγας και τη βελτίωση της αντοχής στη φωτιά των υλικών με βάση το πολυμερές-.
Μεταξύ των διαφορετικών τεχνολογιών επιβραδυντικών φλόγας, τα ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας-αλογόνου έχουν προσελκύσει αυξανόμενη προσοχή. Τα συστήματα με βάση τον φώσφορο-, το άζωτο-, τα ορυκτά-, το πυρίτιο- και το βόριο- παρέχουν εναλλακτικές προσεγγίσεις στα παραδοσιακά επιβραδυντικά φλόγας-που περιέχουν αλογόνο και αναπτύσσονται για ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών πολυμερών.
一,Τι είναι τα αλογόνου-Ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας;
Τα ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας αντιδράσεις πολλαπλασιασμού της φλόγας-Είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι το προϊόν χωρίς Το συνολικό προφίλ ασφάλειας και περιβάλλοντος εξαρτάται από τη συγκεκριμένη χημική δομή, τη σύνθεση, τη συγκέντρωση, την εφαρμογή και τους ισχύοντες κανονισμούς.
2,Γιατί είναι όλο και πιο σημαντικά τα ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας-αλογόνου;
Τα παραδοσιακά επιβραδυντικά φλόγας-που περιέχουν αλογόνο μπορούν να παρέχουν αποτελεσματική αναστολή της φλόγας, ιδιαίτερα μέσω μηχανισμών αέριας-φάσης. Ωστόσο, οι ανησυχίες σχετικά με ορισμένες αλογονωμένες ουσίες και τον πιθανό σχηματισμό διαβρωτικών υδραλογονιδίων κατά την καύση έχουν ενθαρρύνει την ανάπτυξη εναλλακτικών τεχνολογιών επιβραδυντικών φλόγας. Ως αποτέλεσμα, οι κατασκευαστές και οι κατασκευαστές υλικών ερευνούν ολοένα και περισσότερο μη-αλογονωμένα επιβραδυντικά φλόγας που μπορούν να παρέχουν αποτελεσματική πυροπροστασία, ενώ διατηρούν τις απαιτούμενες ιδιότητες ηλεκτρικής, μη μηχανικής να αντικαταστήσει ένα χημικό με ένα άλλο. Η σύγχρονη ανάπτυξη επιβραδυντικών φλόγας επικεντρώνεται στην επίτευξη κατάλληλης ισορροπίας μεταξύ της απόδοσης πυρκαγιάς, των ιδιοτήτων του υλικού, της απόδοσης επεξεργασίας, των κανονιστικών απαιτήσεων και του κόστους.
3,Πώς λειτουργούν τα ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας-αλογόνου;
Διαφορετικά συστήματα επιβραδυντικού φλόγας-ελεύθερα αλογόνου μπορούν να λειτουργήσουν μέσω διαφορετικών μηχανισμών.
Συνοπτική-Ενέργεια φάσης
Ορισμένα επιβραδυντικά φλόγας προάγουν το σχηματισμό ενός προστατευτικού ανθρακούχου στρώματος, ή απανθρακώματος, στην επιφάνεια του πολυμερούς κατά την καύση. Αυτός ο άνθρακας μπορεί να λειτουργήσει ως φράγμα που μειώνει τη μεταφορά θερμότητας και περιορίζει την απελευθέρωση εύφλεκτων προϊόντων αποσύνθεσης. Τα επιβραδυντικά φλόγας με βάση τον φώσφορο-είναι ιδιαίτερα σημαντικά σε αυτόν τον μηχανισμό επειδή οι ενώσεις που περιέχουν{3}}φώσφορο μπορούν να προάγουν το σχηματισμό απανθράκων σε κατάλληλα πολυμερή συστήματα.
Αέριο-Δράση φάσης
Ορισμένα επιβραδυντικά φλόγας μπορούν να επηρεάσουν τις χημικές αντιδράσεις που συντηρούν την καύση στην αέρια φάση. Ενώσεις που περιέχουν{1}}φώσφορο, για παράδειγμα, μπορούν να δημιουργήσουν ενεργά είδη που παρεμβαίνουν στις ρίζες που διαδίδονται στη φλόγα-.
Ενδόθερμη Αποσύνθεση
Ορισμένα ανόργανα επιβραδυντικά φλόγας, όπως το υδροξείδιο του αργιλίου (ATH) και το υδροξείδιο του μαγνησίου (MDH), αποσυντίθενται σε υψηλές θερμοκρασίες και απορροφούν θερμότητα. Μπορούν επίσης να απελευθερώσουν υδρατμούς, οι οποίοι βοηθούν στην ψύξη της επιφάνειας του πολυμερούς και στην αραίωση των εύφλεκτων αερίων.
Προστασία από διογκώσεις
Τα διογκωμένα επιβραδυντικά φλόγας (IFRs) σχηματίζουν ένα διογκωμένο προστατευτικό στρώμα άνθρακα όταν εκτίθενται σε θερμότητα ή φλόγα. Το φράγμα που προκύπτει μπορεί να μειώσει τη μεταφορά θερμότητας και μάζας μεταξύ της φλόγας και του πολυμερούς. Τα συστήματα διόγκωσης συνδυάζουν συνήθως μια πηγή οξέος, μια πηγή άνθρακα και έναν παράγοντα φουσκώματος. Οι συνδυασμοί φωσφόρου-αζώτου διερευνώνται ευρέως λόγω των συνεργιστικών τους επιβραδυντικών της φλόγας-.
4,Κύριοι τύποι αλογόνου-Ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας
1. Επιβραδυντικά φλόγας με βάση τον φώσφορο:Τα επιβραδυντικά φλόγας με βάση τον φώσφορο-είναι από τις πιο ευρέως μελετημένες τεχνολογίες χωρίς αλογόνο-. Περιλαμβάνουν φωσφορικά άλατα, φωσφονικά, φωσφινικά, οξείδια φωσφίνης, κόκκινο φώσφορο και συναφείς ενώσεις. Ανάλογα με τη χημική τους δομή και τη μήτρα του πολυμερούς, οι ενώσεις φωσφόρου μπορεί να λειτουργούν μέσω αναστολής φλόγας αέριας-φάσης, συμπυκνωμένου-, ευρείας φάσης ή πλαστικής επένδυσης. πολυαμίδια, πολυεστέρες, εποξειδικές ρητίνες, πολυουρεθάνη και άλλα πολυμερή συστήματα.
2. Επιβραδυντικά φλόγας με βάση το άζωτο:Οι ενώσεις που περιέχουν άζωτο- όπως η μελαμίνη και τα παράγωγά της είναι μια άλλη σημαντική κατηγορία.
Μπορούν να απελευθερώσουν αέρια που περιέχουν άζωτο- κατά τη θερμική αποσύνθεση και μπορεί να συμβάλουν στην αραίωση αερίων και στο σχηματισμό απανθράκων. Τα συστήματα επιβραδυντικής φλόγας με άζωτο του φωσφόρου{2}}είναι ιδιαίτερα σημαντικά επειδή τα δύο συστατικά μπορούν να παρέχουν συμπληρωματικούς μηχανισμούς.
3. Υδροξείδια μετάλλων:Το υδροξείδιο του αργιλίου και το υδροξείδιο του μαγνησίου είναι ευρέως χρησιμοποιούμενα ανόργανα πρόσθετα αλογόνου-ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας.
Είναι ελκυστικά λόγω της καθιερωμένης βιομηχανικής χρήσης τους και του σχετικά απλού μηχανισμού επιβραδυντικού φλόγας-. Ωστόσο, ενδέχεται να απαιτούνται σχετικά υψηλά επίπεδα φόρτωσης, τα οποία μπορεί να επηρεάσουν αρνητικά τις μηχανικές ιδιότητες και την απόδοση επεξεργασίας.
4. Διογκωμένα επιβραδυντικά φλόγας:Τα διογκωτικά συστήματα είναι ολοένα και πιο σημαντικά για την πυροπροστασία πολυμερών. Όταν θερμαίνονται, δημιουργούν ένα μονωτικό στρώμα άνθρακα που βοηθά στην προστασία του υποκείμενου πολυμερούς.
Είναι ιδιαίτερα ελκυστικά όταν οι κατασκευαστές θέλουν να μειώσουν την εξάρτηση από συμβατικά επιβραδυντικά φλόγας-που περιέχουν αλογόνο, διατηρώντας παράλληλα αποτελεσματική πυροπροστασία.
5,Εφαρμογές αλογόνου-Ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας
Τα ελεύθερα επιβραδυντικά φλόγας-αλογόνου αναπτύσσονται και εφαρμόζονται σε ένα ευρύ φάσμα πολυμερών υλικών.
Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:Ηλεκτρικά και ηλεκτρονικά εξαρτήματα, Υλικά καλωδίων και καλωδίων, πλαστικά αυτοκινήτων, δομικά υλικά, αφροί πολυουρεθάνης, εποξειδικές ρητίνες, πολυπροπυλένιο και άλλες πολυολεφίνες, πλαστικά μηχανικής, επιστρώσεις και πολυμερή σύνθετα υλικά. Το κατάλληλο επιβραδυντικό φλόγας εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από τον τύπο του πολυμερούς και τις συνθήκες επεξεργασίας. Μια σύνθεση που έχει καλή απόδοση στο πολυπροπυλένιο ενδέχεται να μην παρέχει τα ίδια αποτελέσματα σε πολυουρεθάνη ή εποξειδική ρητίνη. Επομένως, η επιλογή προϊόντος θα πρέπει να λαμβάνει υπόψη τη συμβατότητα πολυμερούς, τη θερμοκρασία επεξεργασίας, το επίπεδο φόρτωσης, τη διασπορά, τις μηχανικές ιδιότητες, τη θερμική σταθερότητα και την απαιτούμενη απόδοση δοκιμής πυρκαγιάς-.
6,Μελλοντικές τάσεις στην τεχνολογία αλογόνου-Ελεύθερη τεχνολογία επιβραδυντή φλόγας
Η ανάπτυξη-ελεύθερων επιβραδυντικών φλόγας αλογόνου κινείται προς υψηλότερη απόδοση και πολυλειτουργική απόδοση. Η τρέχουσα έρευνα επικεντρώνεται σε διάφορους τομείς, όπως η συνέργεια του φωσφόρου-αζώτου, τα συστήματα φωσφόρου{3}}πυριτίου, τα αντιδραστικά επιβραδυντικά φλόγας, οι τεχνολογίες νανοσύνθετης{4} βελτιωμένης{4} Επιβραδυντικά της φλόγας-υλικά. Μια άλλη σημαντική κατεύθυνση είναι η μείωση της απαιτούμενης ποσότητας επιβραδυντικού φλόγας διατηρώντας παράλληλα την απόδοση της φωτιάς. Η υψηλή φόρτωση προσθέτων μπορεί να επηρεάσει αρνητικά τη μηχανική αντοχή, τη δυνατότητα επεξεργασίας, την εμφάνιση και άλλες ιδιότητες. Η πρόσφατη έρευνα διερευνά επίσης εγγενώς-επιβραδυντικά φλόγας πολυμερή υλικά και βιολογικά{10}συστήματα, υποδεικνύοντας ότι οι μελλοντικές λύσεις ενδέχεται να ενσωματώνουν όλο και περισσότερο την αντίσταση στη φλόγα απευθείας σε πολυμερείς δομές αντί να βασίζονται αποκλειστικά σε συμβατικά πρόσθετα.
