Qlobal ekoloji qaydaların sərtləşdirilməsi və davamlı inkişaf konsepsiyalarının dərinləşməsi ilə,halogensiz alov gecikdiricilərpolimer materialların alov gecikdirici modifikasiyası üçün əsas seçim halına gəldi. Ənənəvi halogenləşdirilmiş alov gecikdiriciləri ilə müqayisədə, halogensiz sistemlər yanma zamanı daha az tüstü və aşındırıcı qazlar çıxarır və zəhərli dioksin kimi maddələr əmələ gətirmir. Bununla belə, fosfor əsaslı, azot əsaslı, metal hidroksidlər və genişlənmə növü kimi halogensiz alov gecikdiriciləri bazarda fərqli xüsusiyyətlərə malikdir. Material sistemləri və tətbiq ssenariləri əsasında elmi olaraq necə seçilmək texniki işçilərin qarşılaşdığı əsas məsələyə çevrilmişdir. Bu məqalə halogensiz alov gecikdiricilərinin bir çox ölçüdən seçim məntiqini təhlil edəcəkdir.
Halojensiz alov gecikdiricilər əsasən iki yolla fəaliyyət göstərir: qaz fazalı alov gecikdiricilər oksigeni və yanan qazları seyrelten yanmayan qazlar (azot və su buxarı kimi) yaratmaq üçün parçalanır; Qatılaşdırılmış fazalı alov gecikdirici materialın səthində istilik və oksigen ötürülməsini təcrid edən bir karbon təbəqəsi əmələ gətirir. Fosfor əsaslı alov gecikdiricilər (məsələn, fosfat efirləri və ammonium polifosfat) əsasən qatılaşdırılmış fazada, azot əsaslı alov gecikdiricilər (məsələn, melamin və onun törəmələri) daha çox qaz fazasında fəaliyyət göstərir. Bu əsas fərqi anlamaq seçim etməkdə ilk addımdır.
Tək bir alov gecikdirici tez-tez istənilən effekti əldə edə bilmir. Fosfor azot sinerji sistemi ən klassik birləşmədir, burada ammonium polifosfat (turşu mənbəyi) melamin (qaz mənbəyi) ilə birlikdə sıx genişlənmiş karbon təbəqəsi yaratmaq üçün istifadə olunur və alov gecikdirici səmərəliliyi əhəmiyyətli dərəcədə artırır. Metal hidroksidlər (alüminium hidroksid, maqnezium hidroksid) böyük miqdarda əlavə tələb edir (adətən 50-60%), lakin orqanosilikon və sink borat kimi az miqdarda sinergistlərlə birləşdirilərsə, əlavə miqdarı azaldıla bilər və mexaniki xassələri yaxşılaşdırıla bilər.
Qütb polimerləri (PA və PBT kimi) qütb alov gecikdiriciləri (məsələn, fosfor əsaslı) ilə yaxşı uyğunluğa malikdir və vahid dispersiya və mexaniki xassələrə minimal təsir göstərməklə kimyəvi və ya hidrogen bağları vasitəsilə birləşdirilə bilər. Qeyri-qütblü poliolefinlər (PP, PE) səthlərarası əlaqəni yaxşılaşdırmaq üçün səthi dəyişdirilmiş metal hidroksidlərdən və ya mikrokapsullaşdırılmış alov gecikdiricilərindən istifadə etmək üçün daha uyğundur.
İstilik sabitliyi əsas texniki göstəricidir.Alüminium hidroksid200 ℃-dən yuxarı parçalanmağa başlayır, buna görə də 200 ℃-dən çox temperaturda mühəndislik plastiklərinin emalı üçün uyğun deyil. PBT və PA6 kimi emal temperaturu 240-280 ℃ arasında olan materiallar üçün yüksək termal sabitliyə malik fosfor əsaslı alov gecikdiricilər (məsələn, hipofosfatlar) və ya səthlə örtülmüş maqnezium hidroksid seçilməlidir.
Şəffaf məhsullar (PC, PMMA kimi) refraktiv indeks uyğunluğu ilə alov gecikdiriciləri seçməlidir. Üzvi silikon alov gecikdiriciləri şəffaflığa nisbətən az təsir göstərir, metal hidroksidlər isə ciddi atomizasiyaya səbəb ola bilər. Hissəcik ölçüsünə nəzarət çox vacibdir və mikronaltı səviyyəli alov gecikdirici dispersiyalar işığın səpilməsini mümkün qədər minimuma endirə bilər.
Məhdudlaşdıran Oksigen İndeksi (LOI) və Konus Kalorimetriya Testi əsas qiymətləndirmə metodlarıdır. LOI dəyəri nə qədər yüksək olsa, materialın havada yanması bir o qədər çətindir (ümumiyyətlə >28% alov gecikdirici hesab olunur). Konus kalorimetri real yanğın ssenarilərində performansı elmi şəkildə əks etdirən pik istilik buraxılma dərəcəsi (pHRR) və ümumi istilik buraxma dərəcəsi (THR) kimi kinetik parametrləri əldə edə bilər.
Alov gecikdiricilərin əlavə edilməsi istər-istəməz mexaniki xüsusiyyətlərə təsir göstərir. Silan birləşdirici maddələr və titan turşusu esterinin müalicəsi kimi səthi modifikasiya üsulları fazalararası birləşməni yaxşılaşdıra bilər; Hissəcik ölçüsünün optimallaşdırılması (1-5 μ m optimaldır) və morfologiyaya nəzarət (vərəqəbənzər maqnezium hidroksid kubdan üstündür) gərginliyin konsentrasiyası nöqtələrini azalda bilər. Alov gecikdiricilərin, sərtləşdirici maddələrin və sürtkü yağlarının nisbətini optimallaşdırmaq üçün Taguchi metodu kimi eksperimental dizaynlardan istifadə etməyi təklif edin.
Yaş istilik yaşlanmasından (85 ℃/85% RH) və UV yaşlanmasından sonra alov gecikdiriciliyinin saxlanma dərəcəsi praktik tətbiq üçün açardır. Bəzi fosfat efiri alov gecikdiriciləri hidroliz riski yaradır və davamlılığı artırmaq üçün mikrokapsulyasiya və ya molekulyar struktur modifikasiyası (aromatik halqaların tətbiqi) tələb olunur.
Laylı ikiqat hidroksidlər (LDH), montmorillonit və digər nanomateriallar 3-5% miqdarında əlavə edildikdə istilik buraxma sürətini əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər və mexaniki xassələrə az təsir göstərir, lakin dispersiya problemini həll etmək lazımdır. Karbon nanoborucuqları/qrafen üçölçülü şəbəkə karbon təbəqəsi yarada bilər ki, bu da səmərəli tüstü basdırmaq və alov gecikdirmək üçün yeni istiqamətdir.
Fitik turşusu, nişasta və liqnin kimi biokütlədən əldə edilən alov gecikdiricilər tədricən praktiki hala gəlir. Bu materiallar yüksək karbon tərkibinə, yaxşı karbonlaşma xüsusiyyətlərinə malikdir və dairəvi iqtisadiyyat konsepsiyasına uyğundur. Səmərəliliyin hələ də yaxşılaşdırılmasına ehtiyac olsa da, onlar ekoloji cəhətdən çox yüksək tələblər olan sahələrdə tətbiq olunmağa başlayıblar.
Materialın simulyasiya texnologiyasının (molekulyar dinamika, maşın öyrənməsinin proqnozlaşdırılması) inkişafı ilə alov gecikdiricilərin seçimi empirik sınaq və səhvdən rasional dizayna keçir. Gələcəkdə yüksək səmərəlilik, aşağı toksiklik və çoxlu funksiyaları (tüstü basma, damlama əleyhinə və təkmilləşdirmə) birləşdirən ağıllı alov gecikdirən sistemlər tədqiqat və inkişaf mərkəzinə çevriləcək və materiallar, alov gecikdirənlər və proseslər arasında qarşılıqlı əlaqənin dərindən dərk edilməsi həmişə ən yaxşı seçim etmək üçün texnoloji təməl daşı olacaqdır.
