El mecanisme d'acció dels retardants de flama

El mecanisme d'acció dels retardants de flama és relativament complex i encara no s'entén del tot. En general, es creu que els compostos halogens es descomponen quan s'escalfen pel foc, i els ions halogens descompostos reaccionen amb compostos polímers per produir halogenur d'hidrogen. Aquest últim reacciona amb radicals hidroxil actius (HO·) que proliferen en grans quantitats durant el procés de combustió de compostos polimèrics, reduint la seva concentració i alentint la velocitat de combustió fins que la flama s'extingeix. Entre els halògens, el brom té un efecte retardant de flama més gran que el clor. La funció dels retardants de flama que contenen fòsfor és que formen àcid metafosfòric quan es cremen. L'àcid metafosfòric es polimeritza en un estat de polímer molt estable i es converteix en una capa protectora dels plàstics per aïllar l'oxigen.
Els retardants de flama exerceixen els seus efectes retardants de flama a través de diversos mecanismes, com ara l'efecte endotèrmic, l'efecte de cobertura, la inhibició de la reacció en cadena, l'efecte d'asfixia de gas no inflamable, etc. La majoria dels retardants de flama aconsegueixen propòsits retardants de flama mitjançant diversos mecanismes que treballen conjuntament.
1. Efecte endotèrmic
La calor alliberada per qualsevol combustió en poc temps és limitada. Si una part de la calor alliberada per la font de foc es pot absorbir en poc temps, la temperatura de la flama disminuirà, s'irradiarà a la superfície de combustió i actuarà sobre el gas gasificat. La calor necessària per trencar les molècules combustibles en radicals lliures es reduirà i la reacció de combustió s'inhibirà fins a cert punt. En condicions d'alta temperatura, els retardants de flama experimenten una forta reacció endotèrmica, absorbint part de la calor alliberada per la combustió, reduint la temperatura de la superfície dels materials combustibles, inhibint eficaçment la generació de gasos inflamables i evitant la propagació de la combustió. El mecanisme ignífug del retardant de flama Al(OH)3 és augmentar la capacitat calorífica del polímer, permetent-li absorbir més calor abans d'arribar a la temperatura de descomposició tèrmica, millorant així el seu rendiment ignífug. Aquest tipus de retardant de flama dóna joc a la seva capacitat d'absorbir una gran quantitat de calor quan es combina amb vapor d'aigua per millorar la seva pròpia capacitat ignífuga.
2. Efecte de cobertura
Després d'afegir retardants de flama als materials combustibles, els retardants de flama poden formar una capa de cobertura d'escuma vidriada o estable a altes temperatures per aïllar l'oxigen. Té les funcions d'aïllament tèrmic, aïllament d'oxigen i evitar que els gasos inflamables escapen cap a l'exterior, aconseguint així un retard de flama. Propòsit. Per exemple, quan s'escalfen els retardants de flama organofosforats, poden produir un material sòlid reticulat o una capa carbonitzada amb una estructura més estable. D'una banda, la formació de la capa carbonitzada pot evitar la piròlisi posterior del polímer i, d'altra banda, pot evitar que els productes de descomposició tèrmica que hi ha al seu interior entrin a la fase gasosa per participar en el procés de combustió.
3. Inhibir la reacció en cadena
Segons la teoria de la reacció en cadena de la combustió, els radicals lliures són necessaris per mantenir la combustió. Els retardants de flama poden actuar sobre la zona de combustió en fase gasosa per capturar radicals lliures en la reacció de combustió, evitant així la propagació de les flames, reduint la densitat de la flama a la zona de combustió i, en última instància, reduint la velocitat de reacció de combustió fins que s'acabi. Per exemple, la temperatura d'evaporació dels retardants de flama que contenen halogens és igual o similar a la temperatura de descomposició del polímer. Quan el polímer es descompon per calor, el retardant de flama també es volatilitza al mateix temps. En aquest moment, el retardant de flama que conté halògens i els productes de descomposició tèrmica es troben a la zona de combustió en fase gasosa alhora, i l'halogen pot capturar els radicals lliures en la reacció de combustió i interferir amb la reacció en cadena de combustió.
4. Efecte d'asfixia amb gas no inflamable
Els retardants de flama es descomponen en gasos no combustibles quan s'escalfen, diluint la concentració de gasos combustibles descompostos dels materials combustibles per sota del límit inferior de combustió. Al mateix temps, també té un efecte diluent sobre la concentració d'oxigen a la zona de combustió, evitant la continuació de la combustió i aconseguint un efecte retardant de flama.