Увод у механизам успоравања пламена пластичних компоненти изолационих терминала

Ефекат успоравања пламена пластичних делова није самосталан, већ игра улогу у различитим фазама сагоревања (загревање, разлагање, паљење, ширење) кроз физичке и хемијске путеве. Главни механизми могу се поделити на следеће типове:
1. Механизам успоравања пламена у гасној фази (хватање слободних радикала)
Ово је један од најважнијих и најефикаснијих механизама.
Принцип: Када се средства за успоравање горења разлажу топлотом, могу ослободити активне супстанце (као што су халогени радикали X·), које ће „заробити“ H· и HO· (хидроксилна група) радикале који одржавају ланчану реакцију пламена у реакцији сагоревања, тако да њихова концентрација нагло опада, како би се ефикасно прекинула хемијска реакција сагоревања.

Типични успоривачи пламена:
Халогени успоривачи горења (бром, хлор): висока ефикасност, али велика количина дима током сагоревања, могу произвести токсичне корозивне гасове (диоксине, итд.), тренутно ограничени у неким областима са високим захтевима заштите животне средине.
Успоривачи горења без халогена (као што су азот, фосфор-азотни интумесцентни успоривачи горења): Незапаљиви гасови попут амонијака, азота и водене паре настају разлагањем, разблажујући концентрације кисеоника и запаљивих гасова, а истовремено хватају слободне радикале.

2. Механизам успоравања пламена кондензоване фазе (формирање угљеничног слоја)
Принцип: Успоривачи горења могу подстаћи дехидрацију и карбонизацију полимера на површини пламена, формирајући густ и порозни слој угљеника. Овај слој угљеника игра вишеструке улоге:
Изолација: Блокира пренос спољашње топлоте на унутрашњи полимер.
Кисеонична баријера: спречава излазак унутрашњих запаљивих производа разлагања, а такође изолује улазак спољашњег кисеоника.
Баријерни слој: Штити основни материјал од капљица растопљеног материјала.
Типични успоривачи пламена:
Фосфорни успоривачи горења: као што су фосфатни естри, црвени фосфор, фосфорна киселина и полиметафосфна киселина настају под дејством топлоте, што подстиче дехидрацију оксигенисаних полимера (као што су PC и PET) у угљеник.
Интумесцентни систем за успоравање пламена (IFR): Састоји се од извора киселине, извора угљеника и извора гаса. Када се загреје, пени се и шири, формирајући порозни слој пене од угљеника десетине пута већи од оригиналне дебљине, који има одличан ефекат топлотне изолације и изолације кисеоника, и представља главну технологију врхунског успоривача пламена без халогена.

3. Механизам хлађења (ендотермно хлађење)
Принцип: Неки успоривачи горења апсорбују много топлоте (висока апсорпција топлоте) приликом разлагања, чиме се смањује температура површине материјала и одлаже процес термичког разлагања полимера.
Типични успоривачи пламена:
Метални хидроксиди: Најчешће коришћени су алуминијум хидроксид (ATH) и магнезијум хидроксид (MH). Они апсорбују много топлоте док се разлажу и ослобађају водену пару, разблажујући запаљиве гасове и кисеоник. Ово је еколошки најприхватљивија метода успоравања пламена без дима, али захтева велику количину додатка (обично > 50%), што може утицати на механичка својства и флуидност материјала током обраде.

4. Капљице и ефекти разблаживања
Ефекат капљица: Неки материјали (као што је PA6/PA66 који није успоривач пламена) се топе и брзо капљу када се загреју, односећи топлоту и тиме штитећи материјал изнад. Али ово је неконтролисано и опасно јер растопљене капљице могу да носе пламен и запале друге компоненте. Добар систем за успоравање пламена требало би да сузбије капљице или да их учини незапаљивим (ограничене капљице су дозвољене у разреду V-2, а строго ограничене у разреду V-0).
Ефекат разблаживања: Разлагање успоривача горења производи незапаљиве гасове (као што су водена пара, CO₂, N₂, NH₃ итд.), разблажујући концентрацију запаљивих гасова и кисеоника око материјала.