วิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน

สารเคมีเหล่านี้ซึ่งไม่มีฮาโลเจน (คลอรีนโบรมีนหรือไอโอดีน) เสนอข้อได้เปรียบที่สำคัญเหนือสารหน่วงไฟแบบดั้งเดิม ในบทความนี้เราจะสำรวจวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนวิธีการทำงานของพวกเขาและทำไมพวกเขาถึงมีความสำคัญมากขึ้นในอุตสาหกรรมต่างๆ

องค์ประกอบทางเคมีของสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน
คุณสมบัติสำคัญของ สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน คือพวกเขาไม่มีองค์ประกอบฮาโลเจน สารหน่วงไฟแบบดั้งเดิมมักจะพึ่งพาฮาโลเจนเช่นโบรมีนหรือคลอรีนเพื่อยับยั้งการเจริญเติบโตของเปลวไฟ อย่างไรก็ตาม Halogens เหล่านี้สามารถปล่อยก๊าซพิษในระหว่างการเผาไหม้เช่นไดออกซินและ Furans ซึ่งเป็นอันตรายต่อสุขภาพของมนุษย์และสิ่งแวดล้อม

ในทางกลับกันสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนมักจะทำจากสารประกอบที่ไม่ได้ถูก halogenated รวมถึง:

สารประกอบที่ใช้ฟอสฟอรัส: สารหน่วงไฟที่ใช้ฟอสฟอรัสทำงานโดยส่งเสริมการก่อตัวของชั้นถ่านป้องกันบนพื้นผิวของวัสดุเมื่อมันจับไฟ ชั้นถ่านนี้ทำหน้าที่เป็นอุปสรรคทำให้การแพร่กระจายของไฟและความร้อนช้าลง สารหน่วงไฟที่ใช้ฟอสฟอรัสที่ใช้ฟอสฟอรัสยังช่วยส่งเสริม intumescence ซึ่งทำให้วัสดุขยายและสร้างชั้นที่ทนความร้อนที่ทนความร้อนได้

สารประกอบที่ใช้ไนโตรเจน: สารประกอบไนโตรเจนเช่นเมลามีนสามารถลดการติดไฟได้โดยการส่งเสริมการปล่อยก๊าซที่ไม่ติดไฟเช่นไนโตรเจนและไอน้ำเมื่อสัมผัสกับความร้อน กระบวนการนี้ช่วยให้วัสดุเย็นลงและเจือจางความเข้มข้นของออกซิเจนรอบไฟลดความเข้ม

สารประกอบอนินทรีย์: วัสดุเช่นอลูมิเนียมไฮดรอกไซด์และแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ยังใช้กันอย่างแพร่หลายเป็นสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน สารประกอบเหล่านี้ปล่อยไอน้ำเมื่อถูกความร้อนซึ่งทำให้วัสดุเย็นลงและเจือจางปริมาณออกซิเจนของไฟ กลไกนี้ช่วยยับยั้งการเผาไหม้และป้องกันการแพร่กระจายของไฟ

กลไกการกระทำ
สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนทำงานผ่านการผสมผสานระหว่างกระบวนการทางเคมีและทางกายภาพที่ลดความติดไฟของวัสดุ กลไกหลักสองประการของการกระทำคือ:

การก่อตัวของสิ่งกีดขวางทางกายภาพ: สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนจำนวนมากโดยเฉพาะอย่างยิ่งฟอสฟอรัสและสารประกอบไนโตรเจนสร้างอุปสรรคป้องกันหรือชั้นถ่านบนพื้นผิวของวัสดุเมื่อสัมผัสกับความร้อน เลเยอร์นี้ป้องกันวัสดุพื้นฐานจากไฟเพื่อป้องกันการเผาไหม้เพิ่มเติม

การหยุดชะงักของสารเคมี: สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนบางส่วนรบกวนกระบวนการทางเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเผาไหม้ ตัวอย่างเช่นสารหน่วงที่ใช้ฟอสฟอรัสสามารถขัดจังหวะปฏิกิริยาระหว่างอนุมูลอิสระ (อะตอมหรือโมเลกุลที่มีอิเล็กตรอนที่ไม่มีคู่) ซึ่งเป็นเชื้อเพลิงไฟลดความเข้มของเปลวไฟ

การเจือจางของก๊าซเผาไหม้: สารประกอบเช่นสารหน่วงของไนโตรเจนปล่อยก๊าซที่ไม่ติดไฟเช่นไนโตรเจนหรือไอน้ำซึ่งเจือจางความเข้มข้นของออกซิเจนและก๊าซไวไฟอื่น ๆ รอบไฟ สิ่งนี้จะช่วยชะลอการแพร่กระจายของไฟและลดความเข้ม

ประโยชน์ของสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจน
การปล่อยสารพิษที่ลดลง: หนึ่งในข้อได้เปรียบที่ใหญ่ที่สุดของสารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนคือผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่ลดลง ซึ่งแตกต่างจากสารหน่วงไฟฮาโลเจนซึ่งปล่อยก๊าซพิษเช่นไฮโดรเจนคลอไรด์และไฮโดรเจนโบรไมด์เมื่อถูกเผาทางเลือกที่ปราศจากฮาโลเจนไม่ได้ผลิตผลพลอยได้ที่เป็นอันตราย สิ่งนี้จะช่วยลดความเสี่ยงของการสัมผัสกับสารเคมีอันตรายในกรณีที่เกิดไฟไหม้

การพัฒนาอย่างยั่งยืนที่ดีขึ้น: สารหน่วงไฟที่ปราศจากฮาโลเจนจำนวนมากนั้นเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและย่อยสลายได้ทางชีวภาพมากขึ้น พวกเขาไม่ได้อยู่ในสภาพแวดล้อมตราบใดที่สารหน่วงไฟฮาโลเจนซึ่งสามารถสะสมในดินและน้ำเมื่อเวลาผ่านไป

การปฏิบัติตามกฎระเบียบ: ในขณะที่รัฐบาลและหน่วยงานกำกับดูแลทั่วโลกใช้มาตรฐานที่เข้มงวดยิ่งขึ้นสำหรับสารหน่วงไฟโดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวัสดุก่อสร้างทางเลือกที่ปราศจากฮาโลเจนมักจะสอดคล้องกับกฎระเบียบเหล่านี้ ตัวอย่างเช่นการเข้าถึงของสหภาพยุโรป (การลงทะเบียนการประเมินผลการอนุญาตและการ จำกัด สารเคมี) กฎระเบียบได้ จำกัด การใช้สารหน่วงไฟฮาโลเจนที่เพิ่มขึ้นเรื่อย ๆ