Care sunt mecanismele ignifuge ale ignifugilor?

Mecanismul de acțiune al ignifugi este relativ complicat și nu este încă pe deplin înțeles. În general, se crede că compușii halogeni suferă o reacție de descompunere atunci când sunt expuși la foc și căldură, iar ionii de halogen descompuși reacționează cu compușii polimerici pentru a produce halogenură de hidrogen. Acesta din urmă reacționează cu un număr mare de radicali hidroxil activi (HO ·) care proliferează în timpul arderii compușilor polimerici, reducând concentrația acestuia și încetinind viteza de ardere până la stingerea flăcării. Dintre halogeni, bromul are o întârziere mai mare a flăcării decât clorul. Rolul ignifugilor care conțin fosfor este acela că formează acid metafosforic atunci când ard, iar acidul metafosforic polimerizează într-o stare multimerică foarte stabilă, care devine un strat protector de materiale plastice și izolează oxigenul.
Ignifugii își exercită efectele ignifuge prin mai multe mecanisme, cum ar fi efectul endotermic, efectul de acoperire, inhibarea reacției în lanț și sufocarea gazelor necombustibile. Majoritatea substanțelor ignifuge ating obiectivul ignifugării prin acțiunea comună a mai multor mecanisme.

1. Absorbția căldurii
Căldura degajată de orice ardere într-o perioadă relativ scurtă de timp este limitată. Dacă o parte din căldura eliberată de sursa de foc poate fi absorbită într-o perioadă relativ scurtă de timp, temperatura flăcării va fi redusă, radiantă la suprafața de ardere și acționând asupra vaporizării. Căldura pirolizei moleculelor combustibile în radicali liberi va scade, iar reacția de ardere va fi suprimată într-o anumită măsură. În condiții de temperatură ridicată, ignifugul suferă o reacție endotermică puternică, absoarbe o parte din căldura degajată prin ardere, reduce temperatura de suprafață a combustibililor, inhibă în mod eficient generarea de gaze combustibile și previne răspândirea combustiei. Mecanismul ignifug al Al (OH) 3 ignifug este de a crește capacitatea de căldură a polimerului, astfel încât să poată absorbi mai multă căldură înainte de a atinge temperatura de descompunere termică, îmbunătățind astfel performanța sa ignifugă. Acest tip de ignifug oferă un joc complet caracteristicilor sale mari de absorbție a căldurii atunci când este combinat cu vapori de apă și îmbunătățește propria sa capacitate de ignifugare.
2. Acoperire
După adăugarea ignifugului la materialul combustibil, ignifugul poate forma un strat acoperitor de spumă sticloasă sau stabilă la temperatură ridicată, care poate izola oxigenul, are funcția de izolație termică, izolare a oxigenului și împiedică scăparea gazului combustibil, astfel încât pentru a atinge scopul ignifugării. De exemplu, ignifugii organici ai fosforului pot produce substanțe solide reticulate sau straturi carbonizate cu o structură mai stabilă atunci când sunt încălzite. Formarea stratului carbonizat poate împiedica polimerul să pirolizeze în continuare și, pe de altă parte, poate împiedica intrarea produselor de descompunere termică din interiorul acestuia în faza gazoasă pentru a participa la procesul de ardere.
3. Inhibați reacția în lanț
Conform teoriei reacției în lanț a arderii, sunt necesari radicali liberi pentru a menține arderea. Ignifugii pot acționa asupra zonei de ardere în fază gazoasă pentru a capta radicalii liberi în reacția de ardere, prevenind astfel răspândirea flăcărilor, reducând densitatea flăcării în zona de ardere și, în cele din urmă, reducând viteza de reacție de ardere până când se oprește. De exemplu, ignifugii care conțin halogen au aceeași temperatură de evaporare sau similară cu temperatura de descompunere a polimerului. Când polimerul este descompus de căldură, ignifugul se va volatiliza în același timp. În acest moment, ignifugul care conține halogen și produsul de descompunere termică se află în zona de ardere în fază gazoasă în același timp, iar halogenul poate capta radicalii liberi din reacția de ardere și poate interfera cu reacția în lanț a combustiei.
4. Efect de asfixiere a gazului necombustibil
Ignifugii descompun gazul incombustibil atunci când sunt încălziți și diluează concentrația gazului combustibil din combustibili sub limita inferioară de ardere. În același timp, diluează, de asemenea, concentrația de oxigen din zona de ardere, împiedică continuarea arderii și obține un efect ignifug.