بررسی انواع افزودنی تاخیر انداز شعله

21 اسفند 1399 ساعت 16:32

هر ساله بیلیون ها پوند افزودنی تاخیرانداز شعله در طول جهان استفاده می­شود. طیف گسترده ای از شیمی و سیستم های تاخیر انداز شعله در پلیمرهای مختلف بسته به نیاز و کاربرد نهایی پلیمر می تواند به کار گرفته شود.

برخی پلیمرها ذاتا تاخیر انداز شعله هستند. دیگر پلیمرها که شامل نایلون ها، پلی استرها، پلی پروپیلن ها و بسیاری از مواد مفید و باارزش دیگر اینگونه نیستند. این مواد باید اصلاح شده تا بتوانند سطح مطلوبی از مقاومت در برابر آتش را با استفاده از افزودنی های تاخیر انداز شعله بدست آورند.

مکانیزم های تاخیراندازنده ی شعله در پلاستیک ها:

  • مهار فاز بخار:

در طول احتراق، افزودنی های تاخیرانداز شعله، با پلیمرهای در حال سوختن در فاز بخار واکنش داده و در سح مولکولی، تولید رادیکال های آزاد را مختل کرده و فرآیند احتراق را از بین می برند. این مکانیزم معمولا با سیستم های تاخیرانداز شعله ی هالوژنه استفاده می شود.

  • تشکیل شار فاز جامد:

افزودنی های این دسته در طول واکنش منجر به تشکیل لایه کربنیک، در سطح ماده می شوند. این لایه پلیمر را عایق کرده، سرعت پیرولیز را کاهش داده و یک لایه محافظتی ایجاد کرده که منجر به جلوگیری از آزاد شدن گازهای اضافی به عنوان سوخت احتراق می شود. این روش معمولا در سیستم های غیرهالوژنه با استفاده از ساختار شیمیایی فسفر و نیتروژن انجام می شود.

  • اطفاء و خنک کاری:

مواد معدنی هیدراته، طبقه سیستم های تاخیر انداز شعله بدون هالوژن را تشکیل می دهند، که معمولا برای کاربردهای اکستروژن نظیر سیم و کابل استفاده می شوند. این سیستم ها، از یک واکنش گرماگیر در حضور آتش استفاده کرده و مولکول های آب ایجاد می کنند که پلیمر را خنک کرده و فرآیند احتراق پلیمر را ضعیف می کنند.

 

در شکل قدرت شعله ور شدن پلیمر های مختلف:

 

شعله ور شدن پلیمری های مختلف

برای انتخاب تاخیرانداز شعله مناسب باید نکات زیر را در نظر گرفت:

  • بازده/هزینه
  • اختلاط آسان
  • پایداری حرارتی مناسب
  • مسائل خوردگی
  • خواص فیزیکی
  • شکل و ظاهر
  • سازگاری (مهاجرت؟)
  • محیط زیست/سمیت
  • پایداری uv/محیطی
  • خواص الکترونیکی
  • محصولات جانبی احتراق (خورندگی، سمیت، دود)

خانواده های اصلی تاخیراندازهای شعله بر اساس ترکیبات تشکیل شونده شامل دسته بندی زیر هستند:

  • هالوژن ها (برم و کلر)
  • فسفر
  • نیتروژن
  • سیستم های متورم شونده در برابر حرارت (intumescent systems)
  • مواد معدنی ( برپایه آلومینیوم  و منیزیم)
  • دیگر مواد ( مانند بوراکس، نانوکامپوزیت ها و Sb2O3)

 

به طور کلی افزودنی تاخیر انداز شعله‌ای که اغلب در صنعت استفاده می‌شوند به قرار زیر است:

1- تری‌هیدرات آلومینیوم (ATH)
2- آمونیوم اکتامولیبدات (AOM)
3- اکسید آنتیموان (Sb2O3)
4- کربنات کلسیم (Ca2CO3)
5- پارافین کلرینه‌شده (CIPar)
6- سولفید روی (ZS)
7- استانات روی (ZnSn)
8- هیدروکسید منیزیم (MgOH)

 

بازدارنده شعله- flame retardant

ثبت نظر


( نظر خود را درباره این مقاله ثبت نمایید )