Sisestusmeetodi erinevuse järgi võib leegiaeglustid jagada aditiivseteks leegiaeglustiteks ja reaktiivseteks leegiaeglustiteks. Leegiaeglustid lisatakse tavaliselt polümeeridesse füüsilisel viisil, mis on ökonoomne ja mugav kasutada, kuid üldiselt on neil halb kokkusobivus polümeeridega. Polümeermaterjalide mehaaniliste omaduste defektid.
Erinevalt aditiivsete leegiaeglustite põhimõttest võivad reaktiivsed leegiaeglustid moodustada monomeeridega kopolümeere või polümeeridele pookida, nii et materjalidel võib olla vastupidav leegiaeglusti. Veelgi enam, reaktiivsetel leegiaeglustitel on vähe mõju polümeermaterjalide mehaanilistele ja mehaanilistele omadustele ning ainult väike kogus võib saavutada parema leegiaeglustava efekti, mis on praegustes leegiaeglustajate uuringutes kuum teema. See artikkel tutvustab peamiselt reaktiivsete leegiaeglustite põhilist leegiaeglustaja mehhanismi ning epoksüvaigu, polüuretaani, puuvillase kanga ja leegiaeglustava paberi kasutusolukorda.
Reaktiivsete leegiaeglustite leegiaeglustav mehhanism
Polümeermaterjalide põlemisprotsess on keerukas mitmefaasilise reaktsiooniga protsess, millega kaasnevad nii füüsikalised kui keemilised muutused. Reaktiivsed leegiaeglustid näitavad erinevates leegiaeglustajate süsteemides erinevaid leegiaeglustimehhanisme, mis on tingitud leegiaeglustite endi koostise ja erinevate polümeeride materjaliomaduste erinevusest. Kuid üldiselt võib reaktiivsete leegiaeglustite leegiaeglustaja mehhanismi jagada kahte kategooriasse: gaasifaasi mehhanism ja kondenseeritud faasi mehhanism.
1. Gaasifaasi mehhanism
Põlemisprotsessile vastavalt hõlmab reaktiivsete leegiaeglustite gaasifaasiline leegiaeglusti mehhanism nii füüsikalisi mõjusid kui ka keemilisi reaktsioone ning rohkem on nende kahe sünergistlik toime. Füüsikaline toime avaldub peamiselt selles, et osaliselt reaktiivne leegiaeglusti suudab neelata keskkonnas olevat soojust, laguneda ja eraldada süttivaid gaase nagu lämmastik, ammoniaak ja süsinikdioksiid, mis tavaliselt võivad polümeermaterjali pragude kohas tuleohtlikku gaasi lahjendada või leegi keskel. See vähendab lenduvate gaaside kontsentratsiooni põlemispiirist madalamale, et vältida materjali põlemise jätkumist. Mõnikord avaldavad mõned mittesüttivad gaasid ka soojuse hajumist, mis võib alandada ümbritseva keskkonna temperatuuri.
Keemiline toime kajastub peamiselt vabade radikaalide püüdmismehhanismis. Näiteks võivad mõned fosforipõhised leegiaeglustid vabastada kõrge temperatuuriga keskkonnas seotud vabu radikaale ja reageerida H. ja O H., mis soodustavad põlemist. Sel juhul saab ära hoida põlemise ahelreaktsiooni ja oluliselt vähendada leegi poolt eralduvat soojust.
2. Kondensatsioonimehhanism
Reaktiivsete leegiaeglustite leegiaeglustusmehhanismil on kondenseerunud faasis erinevad toimeviisid ja süsiniku moodustumine on kõige levinum viis. Reaktiivsed leegiaeglustid võivad üldiselt oluliselt suurendada polümeeride, eriti hapnikku sisaldavate polümeeride, nagu epoksüvaik, tselluloos jne, söe teket.
Süsinikukiht moodustub üldiselt gaasifaasi ja kondenseeritud faasi piirialal ning sellel on hea kaitsev toime. Seda võib pidada kaitsebarjääriks, mis takistab hapniku ja soojuse ülekandmist õhus ning saavutab tuleohtlike gaaside teket pärssiva efekti. Võttes näiteks leegiaeglustite pealekandmise puuvillasetele kangastele, muudab see kiu makromolekulaarse ahela termilise pragunemise reaktsiooniprotsessi kondenseerunud faasis ning soodustab dehüdratsiooni, ristsidumist ja muid reaktsioone ning moodustab järk-järgult süsinikukihi. Protsessi käigus suurenes süsinikujäägi hulk ja vähenes põlevgaasi hulk.
kondenseeritud faasi söe leegiaeglustaja
Reaktiivsed leegiaeglustid ei saa mitte ainult suurendada süsiniku jääke, vaid soodustada ka süsiniku antioksüdatsiooni ja takistada süsiniku täielikku oksüdeerumist süsinikdioksiidiks, vähendades seeläbi oksüdatsioonist vabanevat soojust. Reaktiivsete leegiaeglustite toimemehhanism kondenseerunud faasis hõlmab lisaks söe tekkele ka vabade radikaalide inhibeerimist, sulapolümeeri viskoossuse mõjumehhanismi ja pinnakatte mõju.
Leegiaeglustuse, näiteks vabade radikaalide ja söe moodustumise pärssimise skemaatiline diagramm
Tavaliselt on leegiaeglustavates materjalides reaktiivsete leegiaeglustite põhiülesanne tekitada polümeeri põletamisel mittesüttivat gaasi, lahjendada põleva gaasi kontsentratsiooni, vähendada tõhusalt materjali termilist mõju põlemisel ja lagunemisel ning suurendada karboniseerimisefekti. . koguses, takistades hapniku ja soojuse ülekannet. Peale selle, pärast mõne polümeermaterjali töötlemist reaktiivsete leegiaeglustitega, tõuseb süttimistemperatuur oluliselt ja saavutatakse ka leegiaeglusti toime.
Selle kasutamine polüuretaanis
Polüuretaan (PU) on polümeer, mis koosneb uretaaniga ühendatud orgaanilistest ühikutest ja millel on palju suurepäraseid omadusi, nagu hea mürakindlus, soojusisolatsioon ja kulumiskindlus. Ilma leegiaeglustava töötluseta on polüuretaanmaterjali piirav hapnikuindeks (LOI) umbes 18 protsenti, mida on lihtne põletada ja mis eraldab palju soojust ja mürgiseid gaase, mis on inimkehale kahjulikud. Praegu viivad polüuretaanist reageerivad leegiaeglustid üldiselt polüuretaani molekulaarstruktuuri pookimisreaktsiooni kaudu leegiaeglustavate funktsioonidega rühmad, et parandada polüuretaanmaterjalide leegiaeglustavat toimet ja termilist stabiilsust kõrge temperatuuriga keskkondades.
Polüuretaanmaterjalide leegiaeglustavas modifikatsioonis kasutatakse enim fosforit sisaldavaid leegiaeglustajaid, millel pole mitte ainult hea leegiaeglustaja, vaid ka madal suitsu- ja keskkonnakaitse. Põhimõte seisneb fosfori sisestamises polüuretaani keemiliste sidemete kujul, nagu PO või PC side. Materjali struktuuris on neil kovalentsetel sidemetel suurem sideme energia ja tugevam stabiilsus.
Lämmastikku sisaldavad reaktiivsed leegiaeglustavad leegiaeglustavad polüuretaanmaterjalid viivad melamiinirühmad polüuretaanstruktuuri üldiselt kovalentsete sidemete kaudu. Melamiin on stabiilne kristalne ühend, mis sisaldab 67 protsenti lämmastikuaatomeid. Temperatuur ulatub 350 kraadini. See sublimeerub, neelab palju energiat ja vähendab ümbritseva õhu temperatuuri. Kõrgematel temperatuuridel melamiin laguneb, tekitades lämmastikku ja moodustades termiliselt stabiilse kondensaadi.
Võrreldes ühe leegiaeglustava elemendi kasutuselevõtuga on kahe või enama leegiaeglustava elemendiga reaktiivne leegiaeglusti leegiaeglustava toime ja termilise stabiilsuse poolest parem.
