Introducere în mecanismul ignifug al componentelor izolatoare din plastic ale terminalelor

Efectul ignifug al pieselor din plastic nu este singular, ci joacă un rol în diferite etape ale combustiei (încălzire, descompunere, aprindere, răspândire) prin căi fizice și chimice. Principalele mecanisme pot fi împărțite în următoarele tipuri:
1. Mecanism ignifug în fază gazoasă (captarea radicalilor liberi)
Acesta este unul dintre cele mai importante și eficiente mecanisme.
Principiu: Când ignifugele se descompun sub acțiunea căldurii, acestea pot elibera substanțe active (cum ar fi radicalii halogeni X·), care vor „capta” radicalii H· și HO· (gruparea hidroxil) ce mențin reacția în lanț a flăcării în reacția de ardere, astfel încât concentrația lor scade brusc, pentru a întrerupe eficient reacția chimică de ardere.

Substanțe ignifuge tipice:
Ignifugați cu halogen (brom, clor): eficiență ridicată, dar emană mult fum în timpul arderii, pot produce gaze corozive toxice (dioxine etc.), limitați în prezent în unele domenii cu cerințe ridicate de protecție a mediului.
Ignifugați fără halogeni (cum ar fi azot, ignifugați intumescenți cu fosfor-azot): Gazele necombustibile, cum ar fi amoniacul, azotul și vaporii de apă, sunt produse prin descompunere, diluarea oxigenului și a concentrațiilor de gaze combustibile, captând în același timp radicalii liberi.

2. Mecanism ignifug în fază condensată (formarea stratului de carbon)
Principiu: Agenții ignifugi pot promova deshidratarea și carbonizarea polimerilor de pe suprafața flăcării, formând un strat de carbon dens și poros. Acest strat de carbon joacă mai multe roluri:
Izolație: Blochează transferul de căldură externă către polimerul intern.
Barieră de oxigen: previne ieșirea produselor de descompunere combustibile interne și izolează, de asemenea, pătrunderea oxigenului extern.
Strat de barieră: Protejează materialul de bază de picăturile de topitură.
Substanțe ignifuge tipice:
Ignifugatori cu fosfor: cum ar fi esterii fosfatici, fosforul roșu, acidul fosforic și acidul polimetafosforic se formează prin căldură, care promovează deshidratarea polimerilor oxigenați (cum ar fi PC și PET) în carbon.
Sistem ignifug intumescent (IFR): Este compus dintr-o sursă de acid, o sursă de carbon și o sursă de gaz. Când este încălzit, spumează și se extinde, formând un strat poros de spumă de carbon de zeci de ori mai mare decât grosimea inițială, care are un efect excelent de izolare termică și izolare a oxigenului și este tehnologia principală de ignifugare fără halogeni de înaltă calitate.

3. Mecanismul de răcire (răcire endotermă)
Principiu: Unele substanțe ignifuge absorb multă căldură (absorbție ridicată a căldurii) în timpul descompunerii, reducând astfel temperatura suprafeței materialului și întârziind procesul de descompunere termică a polimerilor.
Substanțe ignifuge tipice:
Hidroxizi metalici: Cei mai utilizați sunt hidroxidul de aluminiu (ATH) și hidroxidul de magneziu (MH). Aceștia absorb multă căldură pe măsură ce se descompun și eliberează vapori de apă, diluând gazele combustibile și oxigenul. Aceasta este cea mai ecologică metodă ignifugă, fără fum, dar necesită o cantitate mare de adaos (de obicei > 50%), ceea ce poate afecta proprietățile mecanice și fluiditatea de procesare a materialului.

4. Picături și efecte de diluție
Efectul de picături: Unele materiale (cum ar fi PA6/PA66, neignifug) se topesc și picură rapid atunci când sunt încălzite, absorbind căldura și protejând astfel materialul de deasupra. Însă acest lucru este incontrolabil și periculos, deoarece picăturile topite pot transporta flăcări care să aprindă alte componente. Un sistem ignifug bun ar trebui să suprime picăturile sau să le facă necombustibile (un număr limitat de picături este permis în gradul V-2 și un număr strict limitat în gradul V-0).
Efect de diluare: Descompunerea substanțelor ignifuge produce gaze necombustibile (cum ar fi vapori de apă, CO₂, N₂, NH₃ etc.), diluând concentrația de gaze combustibile și oxigen din jurul materialului.