Этот пластик горит! 4 типа огнестойких пластиковых добавок

Пластмассы, как и некоторые звезды эстрады, легко воспламеняются.

Поэтому часто необходимо добавлять огнестойкие пластиковые добавки, чтобы соответствовать государственным и отраслевым нормативным стандартам. Огнестойкие пластмассовые добавки - это соединения, добавляемые к пластмассам и другим материалам для ингибирования, подавления или задержки горения. Эти соединения полезны при надвигающемся возгорании в фазе воспламенения огня. Они не препятствуют обугливанию или плавлению, а также не повышают термостойкость материала. Антипирены также не эффективны при полном пожаре. Универсальной добавки для всех пластиков не существует, скорее, каждый антипирен предназначен для конкретного полимера и конкретного теста на воспламеняемость.

Чтобы понять, как работают антипирены, необходимо понимать, как горят материалы. Когда мы видим пламя горящего объекта, мы фактически видим горение горючих газов, выделяемых при его термическом разложении. Этот процесс называется пиролизом.

Пиролиз - это процесс, при котором длинноцепочечные молекулы полимерной цепи распадаются на более мелкие углеводородные молекулы и легковоспламеняющиеся газы. Эти газы смешиваются с кислородом, и происходят экзотермические химические реакции с образованием свободных радикалов (H и OH). При полном сгорании H ₂ O и Co ₂ производятся так же, как и другие газы, относящиеся к конкретным материалам. То, каким образом антипирены мешают пиролизу полимера, зависит от используемого (ых) антипирена (ов) и от сгоревшего пластика. Антипирены могут быть активными или реактивными. Активный означает смешанный с полимером, а реактивный означает вставленный в молекулу полимера. Оба типа могут подавлять возгорание в парообразном (газообразном) состоянии огня и в конденсированном (твердом) состоянии. Три распространенных процесса включают эндотермическую деградацию, гашение радикалов в газовой фазе и тепловую защиту.

1) Эндотермическое разложение

Минеральные соединения, такие как гидроксиды алюминия и магния, хорошо известны как антациды, но их также можно использовать в качестве антипиренов. Эти пластиковые добавки эндотермически разрушаются при воздействии высоких температур. Этот процесс отводит тепло от пластика и охлаждает материал. Хотя высокие температуры обработки пластмасс и относительно низкие температуры разложения гидроксидов и гидратов могут ограничивать их использование, гидроксид алюминия действительно составлял более 70% от общего рыночного спроса в 2012 году. Минеральные антипирены обычно являются аддитивными и включают соединения бора, оксиды сурьмы, хунтит. , гидромагнезит и оксиды цинка

2) Радикальное тушение в газовой фазе

Наиболее распространенными огнезащитными пластиковыми добавками являются бромированные антипирены (BRF). Бромированные антипирены - это галогенорганические соединения. Хлорированные и бромированные соединения подвергаются термическому разложению с выделением хлористого водорода и бромистого водорода. Они реагируют с радикалами H и OH в пламени, образуя радикалы хлора и брома. Поскольку радикалы галогена менее реактивны, чем радикалы H или OH, они замедляют реакции окисления в пламени. Галогенированные антипирены дешевы и работают с широким спектром полимеров. Следует отметить, что галогенированные замедлители считаются токсичными для людей и животных, и многие из них были запрещены.

3) Тепловая защита

Фосфорные антипирены, в состав которых входят фосфорно-эфирные соединения, не являются галогенированными. соединения, которые действуют на твердое состояние горючих материалов. При нагревании фосфор образует фосфорную кислоту, которая обугливает твердое вещество, образуя толстый стекловидный слой углерода. Такое обугливание препятствует пиролизу, и поэтому для огня остается меньше топлива. Фосфорные антипирены могут быть аддитивными или химически активными. Дополнительно можно приобрести галогенированные органические соединения фосфора, в состав которых входят галоген и фосфор. Галоген действует на газовую фазу огня, а фосфор подавляет возгорание в проданном состоянии.

4) Синергисты

Большинство огнестойких пластиковых добавок комбинируются для повышения их общей эффективности. Например, бромированные соединения часто используются совместно с триоксидом сурьмы. Эта комбинация действует как катализатор для ускорения высвобождения радикалов брома и хлора при гашении радикалов в газовой фазе.

Я что-то пропустил? Дайте мне знать в разделе комментариев ниже.

Ищете дополнительную информацию о пластических свойствах и химической стойкости? Загрузите наше бесплатное руководство.