المواد البوليمرية المثبطة للهب - بحث حول آلية تثبيط اللهب بمرحلة البخار

المواد البوليمرية المثبطة للهب - بحث حول آلية تثبيط اللهب بمرحلة البخار

مثبطات اللهب في الطور الغازي هي مثبطات اللهب التي تمارس تأثير مثبطات اللهب في الطور الغازي، وبالتالي تأخير أو مقاطعة تأثير الاحتراق. تتضمن آلية مثبطات اللهب في مرحلة البخار ما يلي: تأثير الانفجار، تأثير التخفيف، إزالة الحرارة، عزل الأكسجين، تأثير النفخ وغيرها من الآليات.

1. تأثير الانفجار

إن احتراق مواد البوليمر عبارة عن سلسلة من التفاعلات التسلسلية الجذرية الحرة، والتي يمكن حظرها لتقليل شدة الاحتراق وتحقيق غرض مثبطات اللهب. في عملية احتراق مواد البوليمر المثبطة للهب، تتحلل مثبطات اللهب حرارياً لإنتاج مواد تحتوي على جذور حرة، ومن ثم يتم التقاط الجذور الحرة التي تنتجها مادة البوليمر لتكوين منتج تفاعل مثبط للهب، مما يقلل من عدد الجذور الحرة في عملية الاحتراق ويحقق الغرض من منع التفاعل المتسلسل للجذور الحرة، مما يقلل من شدة الاحتراق أو حتى منع الاحتراق. وتسمى هذه الظاهرة تأثير الانفجار، كما هو مبين في الشكل 1.0.

البروم احتراق مثبطات اللهب Br-؛ سوف تتحلل مثبطات اللهب الفوسفورية، مثل ملح معدن ثنائي إيثيل هيبوفوسفيت، وDOPO ومشتقاته ومثبطات اللهب الأخرى بالحرارة لإنتاج الجذور الحرة لمركبات الفوسفور (مثل PO-، PO2-، وما إلى ذلك)؛ يمكن التقاط هذه الجذور الحرة في عملية احتراق مواد البوليمر لتحرير H- وH O- وR- وغيرها من الجذور الحرة التفاعلية المهمة، وذلك لمنع أو إبطاء تقدم تفاعل الاحتراق المتسلسل، مما يعطي مواد البوليمر جيدة مثبطات اللهب. يمكن لهذه الجذور الحرة التقاط H-، H2O-، R- وغيرها من الجذور النشطة المهمة التي يتم إطلاقها أثناء عملية احتراق المواد البوليمرية، وبالتالي منع أو إبطاء عملية التفاعل المتسلسل للاحتراق، وإعطاء مواد البوليمر مقاومة جيدة للهب وذاتية. -إطفاء.

2. تأثير التخفيف

يشير تأثير التخفيف إلى التحلل الحراري لمثبطات اللهب التي تنتج غازات حرارية (مثل بخار الماء، NH3، N2، وما إلى ذلك)، ويمكن أن تتحلل من مواد البوليمر لتقليل تركيز الغازات القابلة للاشتعال، وتقليل شدة الاحتراق، أو التأخير أو تمنع احتراق المادة، ولكن أيضًا إلى منطقة الاحتراق لتركيز الأكسجين تلعب دورًا في تخفيف دور تثبيط الاحتراق، وبالتالي تحقيق غرض اللهب مثبط. تظهر الآلية في الشكل 2.0.

سوف ينتج بولي فوسفات الأمونيوم NH3 أثناء التحلل الحراري، مما يخفف تركيز الغازات القابلة للاحتراق والأكسجين في خليط الغاز حول المادة ويشكل طبقة واقية من الغاز حول المادة القابلة للاحتراق؛ مثبطات اللهب مثل بورات الزنك المائي وسيانورات الميلامين ومثبطات اللهب الأخرى ستنتج بخار الماء وNH3 وN2 وغازات أخرى غير قابلة للاشتعال عند تسخينها، والتي يمكن أن تلعب أيضًا دورًا في تخفيف الغازات القابلة للاحتراق والأكسجين.

3. إزالة الحرارة

إبعاد الحرارة هو إبعاد جزء من الحرارة الناتجة عن احتراق المادة، وتقليل درجة حرارة منطقة الاحتراق، وتثبيط شدة التحلل الحراري للمواد البوليمرية، وإبطاء إطلاق الغازات القابلة للاحتراق، وحتى مواد البوليمر لا يمكن الحفاظ على درجة حرارة التحلل الحراري من أجل إنتاج غازات قابلة للاحتراق أو إضعاف تفاعل الاحتراق أو حتى احتراق ذاتي الإطفاء. تظهر الآلية في الشكل 3.0. وتنقسم طريقة إزالة الحرارة إلى نوعين، أحدهما يتم تسخينه لينتج بخار الماء، وهو ما يزيل الحرارة. يحتوي بشكل أساسي على عدد كبير من مثبطات اللهب غير العضوية لجذر الهيدروكسيد، مثل هيدروكسيد المغنيسيوم، وهيدروكسيد الألومنيوم، والمغنسيت، وما إلى ذلك، في عملية التحلل الحراري لعدد كبير من بخار الماء، ويزيل حرارة النظام، لإطالة أمد درجة الحرارة للوصول إلى نقطة الاشتعال في الوقت المناسب، لتحقيق تأثير مثبطات اللهب. آخر هو تعزيز تحلل مواد البوليمر المنصهرة، وتقليل لزوجة المنصهر، بحيث يسهل سقوط البوليمر المنصهر، وبالتالي التخلص من معظم الحرارة، ويلعب دورًا في تقليل درجة حرارة منطقة الاحتراق، و كذلك للعب تأثير مثبطات اللهب. على سبيل المثال، استخدام البارافين المكلور وأكسيد الأنتيمون المكون من نظام تآزري للبوليمر المثبط للهب، سوف يعزز انخفاض ذوبان مادة البوليمر، وذلك لإزالة الحرارة. إلا أن القطرات عالية الحرارة المتساقطة من المواد سهلة الذوبان قد تؤدي إلى إشعال مواد أخرى، مما يزيد في بعض الأحيان من خطورة بيت النار. لذلك، في مواد البناء، فإن مواد عزل الجدران الخارجية والستائر وقماش الجدران وغيرها من المواد ليست مناسبة جدًا لاعتماد مبدأ السقوط لإزالة الحرارة.

4. عزل الأكسجين

تشير مثبطات اللهب ذات الطور الغازي في عزل الأكسجين إلى مثبطات اللهب في احتراق إطلاق غرض أكبر من الغاز، وغطاء سطح مادة البوليمر، مما يمنع ملامستها للغازات القابلة للاشتعال والأكسجين، وذلك لتحقيق الغرض. من مثبطات اللهب، مثل ثالث أكسيد الأنتيمون ومثبطات اللهب التآزرية من راتنجات الإيبوكسي المبرومة، يمكن أن تنتج كثافة أكبر من غاز بروميد الأنتيمون الثلاثي الموجود في الهواء، وسطح مادة البوليمر غطاء، وعزل الأكسجين، وذلك لتحقيق تأثير مثبطات اللهب.

5. تأثير النفخ

يشير تأثير النفخ إلى المواد المثبطة للهب في عملية الاحتراق، والغاز الناتج عن التحلل المبكر لمثبطات اللهب في مادة البوليمر داخل التكوين السريع لفقاعات أكبر، تحتوي الفقاعات على تركيز عالٍ من مكونات مثبطات اللهب، عندما يكون الغاز في تصل الفقاعة إلى حجم وضغط معينين، وسيتم في فترة زمنية قصيرة جدًا اختراق الفقاعات إلى الخارج من الرذاذ عالي السرعة، من خلال الإطلاق المركزي للغازات عالية السرعة مع مكونات مثبطات اللهب، لتحقيق ذلك الغرض من إطفاء اللهب السريع. تظهر الآلية في الشكل 5.0. ويحدث تأثير الانفجار بشكل رئيسي في DOPO ومشتقاته المستخدمة في راتنجات الايبوكسي. يتجمع الغاز الناتج عن تحلل مثبطات اللهب داخل راتنجات الإيبوكسي المنصهرة ليشكل فقاعات، وعندما يصل الضغط في الفقاعات إلى مستوى معين، يحترق راتنجات الإيبوكسي لتتمزق الفقاعات، وتتكون الغازات التي تحتوي على مكونات مثبطات اللهب بداخلها يتم إخراجه إلى الخارج، مما يؤدي إلى نفخ اللهب وتحقيق تأثير جيد مثبط للهب.

سوف تحتوي مثبطات اللهب في الطور الغازي على واحدة أو أكثر من هذه الآليات، ومن أجل تحقيق تأثير أفضل لمثبطات اللهب، يمكن استخدام اثنين أو أكثر من مثبطات اللهب جنبًا إلى جنب في صيغة المعالجة.

تعتبر شركة YINSU Flame Retardant Company موردًا رائدًا لمثبطات اللهب عالية الجودة. من بين مثبطات اللهب لدينا، مثبطات اللهب الفوسفورية الحمراء، مثبطات اللهب المنتفخة الفسفورية، تحقق أيضًا تأثير مثبطات اللهب عالي الكفاءة من خلال آلية مثبطات اللهب في الطور الغازي أو حتى كلا مثبطات اللهب في الطور المكثف.