Inleiding tot die vlamvertragende meganisme van isolerende terminale plastiekkomponente
Die vlamvertragende effek van plastiekonderdele is nie enkelvoudig nie, maar speel 'n rol in verskillende stadiums van verbranding (verhitting, ontbinding, ontsteking, verspreiding) deur fisiese en chemiese weë. Die hoofmeganismes kan in die volgende tipes verdeel word:
1. Gasfase-vlamvertragende meganisme (vasvang van vrye radikale)
Dit is een van die belangrikste en doeltreffendste meganismes.
Beginsel: Wanneer vlamvertragers deur hitte ontbind word, kan hulle aktiewe stowwe (soos halogeenradikale X·) vrystel, wat die H· en HO· (hidroksielgroep) radikale wat die vlamkettingreaksie in die verbrandingsreaksie handhaaf, sal "vasvang", sodat hul konsentrasie skerp daal, om sodoende die chemiese reaksie van verbranding effektief te onderbreek.
Tipiese vlamvertragers:
Halogeenvlamvertragers (broom, chloor): hoë doeltreffendheid, maar groot rook tydens verbranding, kan giftige korrosiewe gasse (dioksiene, ens.) produseer, tans beperk in sommige velde met hoë omgewingsbeskermingsvereistes.
Halogeenvrye vlamvertragers (soos stikstof, fosfor-stikstof intumescerende vlamvertragers): Nie-brandbare gasse soos ammoniak, stikstof en waterdamp word geproduseer deur ontbinding, verdunning van suurstof en brandbare gaskonsentrasies, terwyl dit ook vrye radikale vasvang.
2. Gekondenseerde fase vlamvertragende meganisme (vorming van koolstoflaag)
Beginsel: Vlamvertragers kan die dehidrasie en karbonisering van polimere op die oppervlak van die vlam bevorder, wat 'n digte en poreuse koolstoflaag vorm. Hierdie koolstoflaag speel verskeie rolle:
Isolasie: Blokkeer die oordrag van eksterne hitte na die interne polimeer.
Suurstofversperring: verhoed dat interne brandbare ontbindingsprodukte ontsnap, en isoleer ook eksterne suurstof om binne te gaan.
Versperringslaag: Beskerm die onderliggende materiaal teen smeltdruppels.
Tipiese vlamvertragers:
Fosforvlamvertragers: soos fosfaatesters, rooi fosfor, fosforsuur en polimetafosfiensuur word deur hitte gevorm, wat die dehidrasie van suurstofhoudende polimere (soos PC en PET) tot koolstof bevorder.
Intumescerende vlamvertragerstelsel (IFR): Dit bestaan uit 'n suurbron, koolstofbron en gasbron. Wanneer dit verhit word, skuim en sit dit uit, wat 'n poreuse skuimkoolstoflaag vorm wat tientalle kere groter is as die oorspronklike dikte, wat 'n uitstekende termiese isolasie- en suurstofisolasie-effek het, en is die hoofstroomtegnologie van hoë-end halogeenvrye vlamvertrager.
3. Verkoelingsmeganisme (endotermiese verkoeling)
Beginsel: Sommige vlamvertragers absorbeer baie hitte (hoë hitte-absorpsie) wanneer hulle ontbind, waardeur die temperatuur van die materiaaloppervlak verlaag word en die termiese ontbindingsproses van polimere vertraag word.
Tipiese vlamvertragers:
Metaalhidroksiede: Die mees algemeen gebruikte is aluminiumhidroksied (ATH) en magnesiumhidroksied (MH). Hulle absorbeer baie hitte soos hulle ontbind en waterdamp vrystel, wat brandbare gasse en suurstof verdun. Dit is die mees omgewingsvriendelike, rookvrye vlamvertragende metode, maar vereis 'n hoë hoeveelheid byvoeging (gewoonlik > 50%), wat die meganiese eienskappe en verwerkingsvloeibaarheid van die materiaal kan beïnvloed.
4. Druppels en verdunningseffekte
Druppeleffek: Sommige materiale (soos nie-vlamvertragende PA6/PA66) smelt en drup vinnig wanneer dit verhit word, wat hitte wegvoer en sodoende die materiaal daarbo beskerm. Maar dit is onbeheerbaar en gevaarlik omdat die gesmelte druppels vlamme kan dra om ander komponente aan die brand te steek. 'n Goeie vlamvertragende stelsel moet druppels onderdruk, of hulle nie-brandbaar maak (beperkte druppels word toegelaat in graad V-2, en streng beperk in graad V-0).
Verdunningseffek: Die ontbinding van vlamvertragers produseer nie-brandbare gasse (soos waterdamp, CO₂, N₂, NH₃, ens.), wat die konsentrasie van brandbare gasse en suurstof rondom die materiaal verdun.