การเผาไหม้ของพอลิเมอร์เป็นปฏิกิริยาออกซิเดชันทางความร้อนที่รุนแรงและซับซ้อนมาก โดยมีลักษณะเฉพาะคือการปล่อยควันหรือเปลวไฟที่ลุก โชน สารหน่วงไฟเป็นสารเติมแต่งประเภทหนึ่งที่ป้องกันการติดไฟของพลาสติกหรือยับยั้งการลุกลามของเปลวไฟ ผลของสารหน่วงไฟคือการป้องกันหรือยับยั้งอัตราการเปลี่ยนแปลงทางกายภาพหรือทางเคมีในกระบวนการเผาไหม้ของวัสดุพอลิเมอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ผลของสารหน่วงไฟจะสะท้อนให้เห็นในด้านต่างๆ ดังต่อไปนี้
สารหน่วงไฟในกระบวนการเผาไหม้โพลิเมอร์ ผลของสารหน่วงไฟ:
สารหน่วงไฟ สารหน่วงไฟ – ผลการดูดซับความร้อน
บทบาทของผลการดูดซับความร้อนคือทำให้อุณหภูมิของวัสดุพอลิเมอร์เพิ่มขึ้นได้ยาก
ตัวอย่างเช่น โบแรกซ์มีโมเลกุลน้ำผลึก 10 โมเลกุล โดยน้ำผลึกจะถูกปลดปล่อยออกมาเพื่อกักเก็บความร้อน 141.8kJ/mol ทำให้ความร้อนถูกดูดซับเพื่อยับยั้งการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของวัสดุ ส่งผลให้เกิดคุณสมบัติหน่วงการติดไฟ
สารหน่วงไฟ สารหน่วงไฟ – เอฟเฟกต์การปกปิด
ผลที่ได้คือการผลิตชั้นเคลือบที่เสถียรในอุณหภูมิที่สูงขึ้นหรือสลายตัวเพื่อผลิตสารคล้ายโฟมที่ปกคลุมพื้นผิวของวัสดุโพลีเมอร์ ซึ่งทำให้ความร้อนที่เกิดจากการเผาไหม้เข้าไปในภายในวัสดุได้ยาก และก๊าซที่ติดไฟได้ที่เกิดจากการสลายตัวด้วยความร้อนของวัสดุโพลีเมอร์ก็ไม่สามารถหนีออกไปได้ สารนี้ทำหน้าที่เป็นตัวกั้นอากาศต่อวัสดุ จึงช่วยป้องกันไม่ให้วัสดุแตกร้าวและทำให้เกิดผลหน่วงการติดไฟ
สารหน่วงไฟ สารหน่วงไฟ – ผลการเจือจาง
สารเหล่านี้สามารถผลิตก๊าซที่ไม่ติดไฟได้ในปริมาณมากเมื่อสลายตัวด้วยความร้อน ทำให้ก๊าซติดไฟที่เกิดจากวัสดุโพลีเมอร์และออกซิเจนในอากาศเจือจางลงและไม่ถึงช่วงความเข้มข้นที่ติดไฟได้
สารหน่วงไฟ สารหน่วงไฟ – ผลการถ่ายโอน
ผลที่ได้คือการเปลี่ยนโหมดการสลายตัวทางความร้อนของวัสดุพอลิเมอร์ จึงยับยั้งการผลิตก๊าซที่ติดไฟได้
สารหน่วงไฟ สารหน่วงไฟ – ยับยั้งผล
การดักจับสารตัวกลางที่มีฤทธิ์ของปฏิกิริยาการเผาไหม้ เช่น HO- และ H- จะช่วยยับยั้งปฏิกิริยาลูกโซ่ของอนุมูลอิสระ และลดอัตราการเผาไหม้จนกว่าเปลวไฟจะดับ
สารหน่วงไฟ สารหน่วงไฟ – เพิ่มประสิทธิภาพ
วัสดุบางชนิดไม่มีผลหน่วงการติดไฟหากใช้เพียงอย่างเดียว หรือมีผลหน่วงการติดไฟเพียงเล็กน้อย แต่สามารถใช้วัสดุต่างๆ หลายชนิดเพื่อเพิ่มผลหน่วงการติดไฟได้ เช่น แอนติโมนีไตรออกไซด์และสารประกอบฮาโลเจนที่ใช้ร่วมกัน
กลไกการหน่วงไฟในกระบวนการเผาไหม้ของพอลิเมอร์:
กลไกหน่วงไฟ – กลไกหน่วงไฟในเฟสก๊าซ
ระบบหน่วงไฟแบบเฟสไอ หมายถึง ผลของสารหน่วงไฟที่หยุดหรือหน่วงปฏิกิริยาการเผาไหม้แบบลูกโซ่ในเฟสก๊าซ สารหน่วงไฟแบบเฟสไอประกอบด้วยหลักๆ ดังนี้:
- สารยับยั้งอนุมูลอิสระจะเกิดขึ้นเมื่อวัสดุหน่วงไฟได้รับความร้อนหรือถูกเผาไหม้ ส่งผลให้ปฏิกิริยาลูกโซ่ของการเผาไหม้หยุดชะงัก
- การผลิตอนุภาคละเอียดเมื่อวัสดุหน่วงการติดไฟได้รับความร้อนหรือถูกเผาไหม้ ซึ่งส่งเสริมการจับตัวของอนุมูลอิสระเพื่อยุติปฏิกิริยาการเผาไหม้แบบลูกโซ่
- การปล่อยก๊าซเฉื่อยหรือไอที่มีความหนาแน่นสูงจำนวนมากเมื่อวัสดุหน่วงการติดไฟได้รับความร้อนหรือถูกเผาไหม้
กลไกหน่วงไฟ – กลไกหน่วงไฟเฟสควบแน่น
การหน่วงไฟแบบเฟสควบแน่นหมายถึงผลของการหน่วงไฟที่เกิดจากการชะลอหรือหยุดการสลายตัวทางความร้อนของวัสดุหน่วงไฟในเฟสควบแน่น การหน่วงไฟแบบเฟสควบแน่นประกอบด้วยหลักๆ ดังนี้:
- สารหน่วงการติดไฟที่ชะลอหรือหยุดการสลายตัวทางความร้อนของก๊าซไวไฟและอนุมูลอิสระที่อาจเกิดขึ้นในระหว่างกระบวนการรวมตัว
- สารตัวเติมอนินทรีย์ที่มีความจุความร้อนจำเพาะสูงในวัสดุหน่วงการติดไฟ ซึ่งทำให้วัสดุมีโอกาสน้อยลงที่จะไปถึงอุณหภูมิการสลายตัวทางความร้อนผ่านการกักเก็บความร้อนและการนำความร้อน
- การสลายตัวทางความร้อนของสารหน่วงไฟจะดูดซับความร้อน ทำให้การเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิของวัสดุหน่วงไฟช้าลงหรือหยุดชะงัก
- เมื่อวัสดุหน่วงไฟถูกเผาไหม้ จะเกิดชั้นคาร์บอนที่มีรูพรุนบนพื้นผิว ซึ่งเผาไหม้ได้ยาก ทำหน้าที่เป็นฉนวนความร้อนและออกซิเจน และป้องกันไม่ให้ก๊าซที่ติดไฟได้เข้าสู่สถานะก๊าซ
กลไกหน่วงการติดไฟ – การหยุดการทำงานของกลไกหน่วงการติดไฟในการแลกเปลี่ยนความร้อน
กลไกหน่วงไฟที่เกิดจากการแลกเปลี่ยนความร้อนแบบขาดตอน หมายความว่า ความร้อนส่วนหนึ่งที่เกิดจากการเผาไหม้ของวัสดุหน่วงไฟจะถูกนำออกไป ดังนั้น วัสดุจึงไม่สามารถรักษาอุณหภูมิการสลายตัวด้วยความร้อนได้ และจึงไม่สามารถรักษาการผลิตก๊าซที่ติดไฟได้ และด้วยเหตุนี้ การเผาไหม้จึงดับไปเอง
หากต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ SINOYQX เมลามีนไซยานูเรต (MCA) โปรดติดต่อเราทางอีเมล: [email protected]หรือโทรหาเราที่: +86-28-8411-1861
รูปภาพและข้อความบางส่วนนำมาจากอินเทอร์เน็ต และลิขสิทธิ์เป็นของผู้เขียนต้นฉบับ หากพบการละเมิดลิขสิทธิ์ กรุณาติดต่อเราเพื่อลบทิ้ง