ટર્મિનલ પ્લાસ્ટિક ઘટકોને ઇન્સ્યુલેટ કરવાની જ્યોત પ્રતિરોધક પદ્ધતિનો પરિચય

પ્લાસ્ટિકના ભાગોની જ્યોત પ્રતિરોધક અસર એકવચન નથી, પરંતુ ભૌતિક અને રાસાયણિક માર્ગો દ્વારા દહનના વિવિધ તબક્કાઓ (ગરમી, વિઘટન, ઇગ્નીશન, ફેલાવો) માં ભૂમિકા ભજવે છે. મુખ્ય પદ્ધતિઓને નીચેના પ્રકારોમાં વિભાજિત કરી શકાય છે:
૧. ગેસ-ફેઝ ફ્લેમ રિટાડન્ટ મિકેનિઝમ (મુક્ત રેડિકલ્સને ફસાવવા)
આ એક સૌથી મહત્વપૂર્ણ અને કાર્યક્ષમ પદ્ધતિ છે.
સિદ્ધાંત: જ્યારે જ્યોત પ્રતિરોધકો ગરમી દ્વારા વિઘટિત થાય છે, ત્યારે તેઓ સક્રિય પદાર્થો (જેમ કે હેલોજન રેડિકલ X·) મુક્ત કરી શકે છે, જે H· અને HO· (હાઇડ્રોક્સિલ જૂથ) રેડિકલ્સને "ફસાવવામાં" આવશે જે દહન પ્રતિક્રિયામાં જ્યોત સાંકળ પ્રતિક્રિયા જાળવી રાખે છે, જેથી તેમની સાંદ્રતામાં તીવ્ર ઘટાડો થાય, જેથી દહનની રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાને અસરકારક રીતે અવરોધિત કરી શકાય.

લાક્ષણિક જ્યોત પ્રતિરોધકો:
હેલોજન જ્યોત પ્રતિરોધકો (બ્રોમિન, ક્લોરિન): ઉચ્ચ કાર્યક્ષમતા, પરંતુ દહન દરમિયાન મોટો ધુમાડો, ઝેરી કાટ લાગતા વાયુઓ (ડાયોક્સિન, વગેરે) ઉત્પન્ન કરી શકે છે, જે હાલમાં ઉચ્ચ પર્યાવરણીય સુરક્ષા જરૂરિયાતો ધરાવતા કેટલાક ક્ષેત્રોમાં મર્યાદિત છે.
હેલોજન-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધકો (જેમ કે નાઇટ્રોજન, ફોસ્ફરસ-નાઇટ્રોજન ઇન્ટ્યુમેસન્ટ જ્યોત પ્રતિરોધકો): એમોનિયા, નાઇટ્રોજન અને પાણીની વરાળ જેવા બિન-જ્વલનશીલ વાયુઓ વિઘટન દ્વારા ઉત્પન્ન થાય છે, ઓક્સિજન અને જ્વલનશીલ વાયુઓની સાંદ્રતાને પાતળું કરે છે, જ્યારે મુક્ત રેડિકલને પણ ફસાવે છે.

2. કન્ડેન્સ્ડ ફેઝ ફ્લેમ રિટાડન્ટ મિકેનિઝમ (કાર્બન સ્તરનું નિર્માણ)
સિદ્ધાંત: જ્યોત પ્રતિરોધકો જ્યોતની સપાટી પર પોલિમરના નિર્જલીકરણ અને કાર્બનાઇઝેશનને પ્રોત્સાહન આપી શકે છે, જેનાથી ગાઢ અને છિદ્રાળુ કાર્બન સ્તર બને છે. આ કાર્બન સ્તર બહુવિધ ભૂમિકાઓ ભજવે છે:
ઇન્સ્યુલેશન: બાહ્ય ગરમીના આંતરિક પોલિમરમાં સ્થાનાંતરણને અવરોધે છે.
ઓક્સિજન અવરોધ: આંતરિક જ્વલનશીલ વિઘટન ઉત્પાદનોને બહાર નીકળતા અટકાવો, અને બાહ્ય ઓક્સિજનને પ્રવેશતા અટકાવો.
અવરોધ સ્તર: ઓગળેલા ટીપાંથી અંતર્ગત સામગ્રીનું રક્ષણ કરે છે.
લાક્ષણિક જ્યોત પ્રતિરોધકો:
ફોસ્ફરસ જ્યોત પ્રતિરોધકો: જેમ કે ફોસ્ફેટ એસ્ટર, લાલ ફોસ્ફરસ. ફોસ્ફોરિક એસિડ અને પોલીમેટાફોસ્ફિક એસિડ ગરમી દ્વારા બને છે, જે ઓક્સિજનયુક્ત પોલિમર (જેમ કે PC અને PET) ના કાર્બનમાં નિર્જલીકરણને પ્રોત્સાહન આપે છે.
ઇન્ટ્યુમેસન્ટ ફ્લેમ રિટાડન્ટ સિસ્ટમ (IFR): તે એસિડ સ્ત્રોત, કાર્બન સ્ત્રોત અને ગેસ સ્ત્રોતથી બનેલું છે. જ્યારે ગરમ થાય છે, ત્યારે તે ફીણ બને છે અને વિસ્તરે છે, જે મૂળ જાડાઈ કરતા ડઝન ગણો મોટો છિદ્રાળુ ફોમ કાર્બન સ્તર બનાવે છે, જેમાં ઉત્તમ થર્મલ ઇન્સ્યુલેશન અને ઓક્સિજન ઇન્સ્યુલેશન અસર હોય છે, અને તે હાઇ-એન્ડ હેલોજન-મુક્ત ફ્લેમ રિટાડન્ટની મુખ્ય પ્રવાહની તકનીક છે.

૩. ઠંડક પદ્ધતિ (એન્ડોથર્મિક ઠંડક)
સિદ્ધાંત: કેટલાક જ્યોત પ્રતિરોધકો વિઘટન કરતી વખતે ઘણી ગરમી (ઉચ્ચ ગરમી શોષણ) શોષી લે છે, જેનાથી સામગ્રીની સપાટીનું તાપમાન ઘટે છે અને પોલિમરની થર્મલ વિઘટન પ્રક્રિયામાં વિલંબ થાય છે.
લાક્ષણિક જ્યોત પ્રતિરોધકો:
મેટલ હાઇડ્રોક્સાઇડ્સ: સૌથી વધુ ઉપયોગમાં લેવાતા પદાર્થો એલ્યુમિનિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (ATH) અને મેગ્નેશિયમ હાઇડ્રોક્સાઇડ (MH) છે. તેઓ વિઘટન કરતી વખતે અને પાણીની વરાળ છોડતી વખતે ઘણી ગરમી શોષી લે છે, જેનાથી જ્વલનશીલ વાયુઓ અને ઓક્સિજન પાતળું થાય છે. આ સૌથી પર્યાવરણને અનુકૂળ, ધુમાડો-મુક્ત જ્યોત પ્રતિરોધક પદ્ધતિ છે, પરંતુ તેમાં વધુ માત્રામાં ઉમેરણ (સામાન્ય રીતે > 50%) ની જરૂર પડે છે, જે સામગ્રીના યાંત્રિક ગુણધર્મો અને પ્રક્રિયા પ્રવાહીતાને અસર કરી શકે છે.

૪. ટીપાં અને મંદન અસરો
ટીપાંની અસર: કેટલીક સામગ્રી (જેમ કે બિન-જ્યોત પ્રતિરોધક PA6/PA66) ગરમ થવા પર ઝડપથી ઓગળી જાય છે અને ટપકતી રહે છે, ગરમી વહન કરે છે અને આમ ઉપરની સામગ્રીનું રક્ષણ કરે છે. પરંતુ આ અનિયંત્રિત અને ખતરનાક છે કારણ કે પીગળેલા ટીપાં અન્ય ઘટકોને સળગાવવા માટે જ્વાળાઓ વહન કરી શકે છે. એક સારી જ્યોત પ્રતિરોધક પ્રણાલીએ ટીપાંને દબાવવું જોઈએ, અથવા તેમને બિન-જ્વલનશીલ બનાવવું જોઈએ (મર્યાદિત ટીપાં ગ્રેડ V-2 માં માન્ય છે, અને સખત રીતે ગ્રેડ V-0 માં મર્યાદિત છે).
મંદન અસર: જ્યોત પ્રતિરોધકોના વિઘટનથી બિન-દહનકારી વાયુઓ (જેમ કે પાણીની વરાળ, CO₂, N₂, NH₃, વગેરે) ઉત્પન્ન થાય છે, જે સામગ્રીની આસપાસ જ્વલનશીલ વાયુઓ અને ઓક્સિજનની સાંદ્રતાને મંદ કરે છે.