Įvadas į izoliacinių terminalinių plastikinių komponentų ugniai atsparų mechanizmą

Plastikinių dalių antipireninis poveikis nėra vienintelis, bet vaidina svarbų vaidmenį skirtinguose degimo etapuose (kaitimas, skaidymasis, užsidegimas, plitimas) per fizinius ir cheminius kelius. Pagrindinius mechanizmus galima suskirstyti į šiuos tipus:
1. Dujų fazės antipireninis mechanizmas (laisvųjų radikalų gaudymas)
Tai vienas iš svarbiausių ir efektyviausių mechanizmų.
Principas: Kai ugniai veikiami skaidosi antipirenai, jie gali išskirti veikliąsias medžiagas (pvz., halogenų radikalus X·), kurios „sugaus“ H· ir HO· (hidroksilo grupės) radikalus, kurie palaiko liepsnos grandininę reakciją degimo reakcijoje, todėl jų koncentracija smarkiai sumažės ir veiksmingai nutrauks cheminę degimo reakciją.

Tipiniai antipirenai:
Halogeniniai antipirenai (bromas, chloras): didelis efektyvumas, tačiau degimo metu išsiskiria daug dūmų, gali susidaryti toksiškos, korozinės dujos (dioksinai ir kt.), kurių naudojimas šiuo metu ribotas kai kuriose srityse, kuriose keliami aukšti aplinkos apsaugos reikalavimai.
Halogenų neturintys antipirenai (pvz., azoto, fosforo ir azoto intumescenciniai antipirenai): Nedegios dujos, tokios kaip amoniakas, azotas ir vandens garai, susidaro skaidantis, praskiedžiant deguonį ir degių dujų koncentracijas, kartu sulaikant laisvuosius radikalus.

2. Kondensuotos fazės liepsną slopinantis mechanizmas (anglies sluoksnio susidarymas)
Principas: Liepsną slopinančios medžiagos gali skatinti polimerų dehidrataciją ir karbonizaciją liepsnos paviršiuje, sudarydamos tankų ir porėtą anglies sluoksnį. Šis anglies sluoksnis atlieka kelis vaidmenis:
Izoliacija: Blokuoja išorinės šilumos perdavimą vidiniam polimerui.
Deguonies barjeras: neleidžia vidiniams degiems skilimo produktams išsiskirti ir izoliuoja išorinį deguonį nuo patekimo.
Barjerinis sluoksnis: apsaugo pagrindinę medžiagą nuo lydalo lašelių.
Tipiniai antipirenai:
Fosforo antipirenai: tokie kaip fosfato esteriai, raudonasis fosforas, fosforo rūgštis ir polimetafosfino rūgštis susidaro dėl karščio, kuris skatina deguonimi prisotintų polimerų (pvz., PC ir PET) dehidrataciją į anglį.
Išbrinkstanti liepsną slopinanti sistema (IFR): ją sudaro rūgšties šaltinis, anglies šaltinis ir dujų šaltinis. Kaitinant ji putoja ir plečiasi, sudarydama porėtą putplasčio anglies sluoksnį, kuris yra dešimtis kartų didesnis už pradinį storį, pasižymintis puikia šilumos izoliacija ir deguonies izoliacijos efektu, ir yra pagrindinė aukštos klasės behalogenių liepsną slopinančių medžiagų technologija.

3. Aušinimo mechanizmas (endoterminis aušinimas)
Principas: Kai kurie antipirenai skaidydamiesi sugeria daug šilumos (didelė šilumos absorbcija), taip sumažindami medžiagos paviršiaus temperatūrą ir sulėtindami polimerų terminio skilimo procesą.
Tipiniai antipirenai:
Metalų hidroksidai: Dažniausiai naudojami aliuminio hidroksidas (ATH) ir magnio hidroksidas (MH). Jie sugeria daug šilumos skaidydamiesi ir išskirdami vandens garus, taip praskiesdami degias dujas ir deguonį. Tai yra ekologiškiausias, bedūmis antipireninis metodas, tačiau jam reikia didelio kiekio priedų (paprastai > 50 %), o tai gali turėti įtakos medžiagos mechaninėms savybėms ir apdorojimo takumui.

4. Lašeliai ir praskiedimo efektai
Lašelių efektas: Kai kurios medžiagos (pvz., nedegūs PA6/PA66) kaitinamos greitai lydosi ir laša, išskirdamos šilumą ir taip apsaugodamos virš jų esančią medžiagą. Tačiau tai nekontroliuojama ir pavojinga, nes išsilydę lašeliai gali pernešti liepsnas, kurios gali uždegti kitus komponentus. Gera liepsną slopinanti sistema turėtų slopinti lašelius arba padaryti juos nedegius (V-2 klasėje leidžiamas ribotas lašelių kiekis, o V-0 klasėje – griežtai ribojamas).
Skiedimo efektas: Skilstant antipirenams, susidaro nedegios dujos (pvz., vandens garai, CO₂, N₂, NH₃ ir kt.), kurios sumažina degių dujų ir deguonies koncentraciją aplink medžiagą.