Mecanismul de acțiune al retardanților de flacără

Mecanismul de acțiune al retardanților de flacără este relativ complex și nu este încă pe deplin înțeles. În general, se crede că compușii cu halogen se descompun atunci când sunt încălziți la foc, iar ionii de halogen descompuși reacționează cu compușii polimerici pentru a produce halogenură de hidrogen. Acesta din urmă reacţionează cu radicalii hidroxil activi (HO·) care proliferează în cantităţi mari în timpul procesului de ardere a compuşilor polimerici, reducându-i concentraţia şi încetinind viteza de ardere până la stingerea flăcării. Dintre halogeni, bromul are un efect ignifug mai mare decât clorul. Funcția ignifugelor care conțin fosfor este aceea că formează acid metafosforic atunci când ard. Acidul metafosforic polimerizează într-o stare de polimer foarte stabilă și devine un strat protector pentru materialele plastice pentru a izola oxigenul.
Ignifugele își exercită efectele ignifuge prin mai multe mecanisme, cum ar fi efectul endotermic, efectul de acoperire, inhibarea reacției în lanț, efectul de sufocare al gazului neinflamabil, etc. Majoritatea ignifugelor ating scopuri ignifuge prin mai multe mecanisme care lucrează împreună.
1. Efect endotermic
Căldura degajată de orice ardere într-un timp scurt este limitată. Dacă o parte din căldura degajată de sursa de foc poate fi absorbită într-un timp scurt, temperatura flăcării va scădea, va radia către suprafața de ardere și va acționa asupra gazului gazificat. Căldura necesară pentru a descompune moleculele combustibile în radicali liberi va fi redusă, iar reacția de ardere va fi inhibată într-o anumită măsură. În condiții de temperatură ridicată, retardanții de flacără suferă o reacție endotermă puternică, absorbind o parte din căldura eliberată prin ardere, scăzând temperatura suprafeței materialelor combustibile, inhibând eficient generarea de gaze inflamabile și prevenind răspândirea arderii. Mecanismul ignifug al ignifugului Al(OH)3 este de a crește capacitatea de căldură a polimerului, permițându-i să absoarbă mai multă căldură înainte de a atinge temperatura de descompunere termică, îmbunătățind astfel performanța sa ignifugă. Acest tip de ignifug dă joc complet capacității sale de a absorbi o cantitate mare de căldură atunci când este combinat cu vaporii de apă pentru a îmbunătăți propria capacitate de ignifugare.
2. Efect de acoperire
După adăugarea ignifugelor la materiale combustibile, ignifugele pot forma un strat de acoperire sticlos sau stabil de spumă la temperaturi ridicate pentru a izola oxigenul. Are funcțiile de izolație termică, izolarea oxigenului și prevenirea scăpării gazelor inflamabile în exterior, obținând astfel ignifugare. Scop. De exemplu, atunci când substanțele ignifuge organofosforice sunt încălzite, aceștia pot produce un material solid reticulat sau un strat carbonizat cu o structură mai stabilă. Pe de o parte, formarea stratului carbonizat poate preveni piroliza ulterioară a polimerului și, pe de altă parte, poate împiedica produșii de descompunere termică din interiorul acestuia să intre în faza gazoasă pentru a participa la procesul de ardere.
3. Inhibați reacția în lanț
Conform teoriei reacției în lanț a arderii, radicalii liberi sunt necesari pentru a menține arderea. Ignifugenții 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 reacției de ardere până la terminarea acesteia. De exemplu, temperatura de evaporare a retardanților de flacără care conțin halogen este aceeași sau similară cu temperatura de descompunere a polimerului. Când polimerul se descompune prin căldură, ignifugul se volatilizează în același timp. În acest moment, retardantul de flacără care conține halogen și produșii de descompunere termică se află în zona de ardere în fază gazoasă în același timp, iar halogenul poate capta radicalii liberi în reacția de ardere și poate interfera cu reacția în lanț de ardere.
4. Efect de sufocare cu gaz neinflamabil
Ignifugele se descompun în gaze incombustibile atunci când sunt încălzite, diluând concentrația de gaze combustibile descompuse din materiale combustibile sub limita inferioară de ardere. În același timp, are și un efect de diluare asupra concentrației de oxigen din zona de ardere, împiedicând continuarea arderii și obținând un efect ignifug.