உலகளாவிய சுற்றுச்சூழல் விதிமுறைகளை இறுக்குவது மற்றும் நிலையான வளர்ச்சிக் கருத்துகளை ஆழமாக்குவது,ஆலசன் இல்லாத சுடர் ரிடார்டன்ட்கள்பாலிமர் பொருட்களின் சுடர் தடுப்பு மாற்றத்திற்கான முக்கிய தேர்வாக மாறியுள்ளது. பாரம்பரிய ஹாலோஜனேற்றப்பட்ட சுடர் தடுப்புகளுடன் ஒப்பிடும்போது, ஆலசன் இல்லாத அமைப்புகள் எரிப்பு போது குறைவான புகை மற்றும் அரிக்கும் வாயுக்களை உருவாக்குகின்றன, மேலும் நச்சு டையாக்ஸின் போன்ற பொருட்களை உற்பத்தி செய்யாது. இருப்பினும், பாஸ்பரஸ் அடிப்படையிலான, நைட்ரஜன் அடிப்படையிலான, உலோக ஹைட்ராக்சைடுகள் மற்றும் விரிவாக்க வகை போன்ற பல்வேறு ஆலசன் இல்லாத சுடர் ரிடார்டன்ட்கள் சந்தையில் வெவ்வேறு பண்புகளைக் கொண்டுள்ளன. மெட்டீரியல் சிஸ்டம்ஸ் மற்றும் அப்ளிகேஷன் காட்சிகளின் அடிப்படையில் எப்படி அறிவியல் பூர்வமாக தேர்வு செய்வது என்பது தொழில்நுட்ப வல்லுநர்கள் எதிர்கொள்ளும் முக்கிய பிரச்சினையாக மாறியுள்ளது. இந்தக் கட்டுரை பல பரிமாணங்களில் இருந்து ஆலசன் இல்லாத ஃப்ளேம் ரிடார்டன்ட்களின் தேர்வு தர்க்கத்தை பகுப்பாய்வு செய்யும்.
ஆலசன் இல்லாத ஃப்ளேம் ரிடார்டன்ட்கள் முக்கியமாக இரண்டு வழிகளில் செயல்படுகின்றன: வாயு-கட்ட சுடர் ரிடார்டன்ட்கள் சிதைந்து, ஆக்ஸிஜன் மற்றும் எரியக்கூடிய வாயுக்களை நீர்த்துப்போகச் செய்யும் எரியாத வாயுக்களை (நைட்ரஜன் மற்றும் நீராவி போன்றவை) உருவாக்குகின்றன; அமுக்கப்பட்ட கட்ட சுடர் ரிடார்டன்ட் பொருளின் மேற்பரப்பில் ஒரு கார்பன் அடுக்கை உருவாக்குகிறது, வெப்பம் மற்றும் ஆக்ஸிஜன் பரிமாற்றத்தை தனிமைப்படுத்துகிறது. பாஸ்பரஸ் அடிப்படையிலான சுடர் தடுப்பான்கள் (பாஸ்பேட் எஸ்டர்கள் மற்றும் அம்மோனியம் பாலிபாஸ்பேட் போன்றவை) முக்கியமாக அமுக்கப்பட்ட கட்டத்தில் செயல்படுகின்றன, அதே சமயம் நைட்ரஜன் அடிப்படையிலான சுடர் தடுப்பான்கள் (மெலமைன் மற்றும் அதன் வழித்தோன்றல்கள் போன்றவை) வாயு கட்டத்தில் அதிகமாக செயல்படுகின்றன. இந்த அடிப்படை வேறுபாட்டைப் புரிந்துகொள்வது ஒரு தேர்வு செய்வதற்கான முதல் படியாகும்.
ஒரு சுடர் ரிடார்டன்ட் பெரும்பாலும் விரும்பிய விளைவை அடையத் தவறிவிடும். பாஸ்பரஸ் நைட்ரஜன் சினெர்ஜிஸ்டிக் அமைப்பு மிகவும் உன்னதமான கலவையாகும், இதில் அம்மோனியம் பாலிபாஸ்பேட் (அமில மூலமானது) மெலமைனுடன் (எரிவாயு மூலம்) இணைந்து அடர்த்தியான விரிவாக்கப்பட்ட கார்பன் அடுக்கை உருவாக்குகிறது, இது சுடர் தடுப்பு செயல்திறனை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. உலோக ஹைட்ராக்சைடுகளுக்கு (அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு, மெக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடு) அதிக அளவு கூடுதலாக (பொதுவாக 50-60%) தேவைப்படுகிறது, ஆனால் ஆர்கனோசிலிகான் மற்றும் ஜிங்க் போரேட் போன்ற சிறிய அளவிலான சினெர்ஜிஸ்டுகளுடன் இணைந்தால், கூடுதல் அளவைக் குறைக்கலாம் மற்றும் இயந்திர பண்புகளை மேம்படுத்தலாம்.
துருவ பாலிமர்கள் (PA மற்றும் PBT போன்றவை) துருவ ஃபிளேம் ரிடார்டன்ட்களுடன் (பாஸ்பரஸ் அடிப்படையிலானது போன்றவை) நல்ல இணக்கத்தன்மையைக் கொண்டுள்ளன, மேலும் அவை இரசாயன அல்லது ஹைட்ரஜன் பிணைப்புகள் மூலம் ஒன்றிணைக்கப்படலாம், சீரான சிதறல் மற்றும் இயந்திர பண்புகளில் குறைந்த தாக்கம். துருவமில்லாத பாலியோலிஃபின்கள் (PP, PE) மேற்பரப்பு மாற்றியமைக்கப்பட்ட உலோக ஹைட்ராக்சைடுகள் அல்லது மைக்ரோஎன்கேப்சுலேட்டட் ஃப்ளேம் ரிடார்டன்ட்களைப் பயன்படுத்தி இடைமுகப் பிணைப்பை மேம்படுத்துவதற்கு மிகவும் பொருத்தமானது.
வெப்ப நிலைத்தன்மை ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்ப குறிகாட்டியாகும்.அலுமினியம் ஹைட்ராக்சைடு200 ℃ க்கு மேல் சிதைவடையத் தொடங்குகிறது, எனவே 200 ℃ க்கும் அதிகமான வெப்பநிலையுடன் பொறியியல் பிளாஸ்டிக்கைச் செயலாக்க இது ஏற்றது அல்ல. 240-280 ℃ க்கு இடையில் செயலாக்க வெப்பநிலை கொண்ட PBT மற்றும் PA6 போன்ற பொருட்களுக்கு, உயர் வெப்ப நிலைப்புத்தன்மை பாஸ்பரஸ் அடிப்படையிலான சுடர் ரிடார்டன்ட்கள் (ஹைபோபாஸ்பேட்ஸ் போன்றவை) அல்லது மேற்பரப்பு பூசப்பட்ட மெக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடு தேர்ந்தெடுக்கப்பட வேண்டும்.
வெளிப்படையான தயாரிப்புகள் (பிசி, பிஎம்எம்ஏ போன்றவை) ஒளிவிலகல் குறியீட்டுப் பொருத்தத்துடன் கூடிய ஃப்ளேம் ரிடார்டன்ட்களைத் தேர்ந்தெடுக்க வேண்டும். கரிம சிலிகான் ஃபிளேம் ரிடார்டன்ட்கள் வெளிப்படைத்தன்மையில் ஒப்பீட்டளவில் சிறிய தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன, அதே நேரத்தில் உலோக ஹைட்ராக்சைடுகள் கடுமையான அணுவாக்கத்தை ஏற்படுத்தும். துகள் அளவு கட்டுப்பாடு முக்கியமானது, மேலும் சப்மிக்ரான் நிலை சுடர் தடுப்பு சிதறல்கள் ஒளி சிதறலை முடிந்தவரை குறைக்கலாம்.
லிமிட்டிங் ஆக்சிஜன் இண்டெக்ஸ் (LOI) மற்றும் கோன் கலோரிமெட்ரி டெஸ்ட் ஆகியவை முக்கிய மதிப்பீட்டு முறைகள். LOI மதிப்பு அதிகமாக இருந்தால், பொருளை காற்றில் எரிப்பது மிகவும் கடினம் (பொதுவாக>28% சுடர் தடுப்பு என கருதப்படுகிறது). கூம்பு கலோரிமீட்டர் உச்ச வெப்ப வெளியீட்டு வீதம் (pHRR) மற்றும் மொத்த வெப்ப வெளியீட்டு வீதம் (THR) போன்ற இயக்க அளவுருக்களைப் பெறலாம், இது உண்மையான தீ காட்சிகளில் செயல்திறனை அறிவியல் ரீதியாக பிரதிபலிக்கிறது.
சுடர் ரிடார்டன்ட்களைச் சேர்ப்பது தவிர்க்க முடியாமல் இயந்திர பண்புகளை பாதிக்கிறது. சிலேன் இணைப்பு முகவர்கள் மற்றும் டைட்டானியம் அமில எஸ்டர் சிகிச்சை போன்ற மேற்பரப்பு மாற்றும் நுட்பங்கள் இடைமுகப் பிணைப்பை மேம்படுத்தலாம்; துகள் அளவு தேர்வுமுறை (1-5 μm உகந்தது) மற்றும் உருவவியல் கட்டுப்பாடு (தாள் போன்ற மெக்னீசியம் ஹைட்ராக்சைடு கனசதுரத்தை விட உயர்ந்தது) அழுத்த செறிவு புள்ளிகளைக் குறைக்கலாம். ஃப்ளேம் ரிடார்டன்ட்கள், கடினப்படுத்தும் முகவர்கள் மற்றும் லூப்ரிகண்டுகளின் விகிதத்தை மேம்படுத்த Taguchi முறை போன்ற சோதனை வடிவமைப்புகளைப் பயன்படுத்த பரிந்துரைக்கவும்.
ஈரமான வெப்ப முதிர்ச்சி (85 ℃/85% RH) மற்றும் புற ஊதா முதிர்ச்சிக்குப் பிறகு சுடர் தாமதத்தின் தக்கவைப்பு விகிதம் நடைமுறை பயன்பாட்டிற்கு முக்கியமாகும். சில பாஸ்பேட் எஸ்டர் ஃபிளேம் ரிடார்டன்ட்கள் நீராற்பகுப்பு அபாயத்தை ஏற்படுத்துகின்றன மற்றும் நீடித்துழைப்பை அதிகரிக்க நுண்ணுயிர் காப்சுலேஷன் அல்லது மூலக்கூறு அமைப்பு மாற்றம் (நறுமண வளையங்களின் அறிமுகம்) தேவைப்படுகிறது.
அடுக்கு இரட்டை ஹைட்ராக்சைடுகள் (LDH), மாண்ட்மோரிலோனைட் மற்றும் பிற நானோ பொருட்கள் 3-5% அளவில் சேர்க்கப்படும் போது வெப்ப வெளியீட்டு விகிதத்தை கணிசமாகக் குறைக்கலாம், மேலும் இயந்திர பண்புகளில் சிறிய விளைவைக் கொண்டிருக்கும், ஆனால் சிதறல் சிக்கலைத் தீர்க்க வேண்டும். கார்பன் நானோகுழாய்கள்/கிராபென் ஒரு முப்பரிமாண நெட்வொர்க் கார்பன் அடுக்கை உருவாக்கலாம், இது திறமையான புகை அடக்கம் மற்றும் சுடர் தடுப்புக்கான புதிய திசையாகும்.
பைடிக் அமிலம், ஸ்டார்ச் மற்றும் லிக்னின் போன்ற உயிரிப்பொருட்களில் இருந்து பெறப்பட்ட சுடர் தடுப்புகள் படிப்படியாக நடைமுறைக்கு வருகின்றன. இந்த பொருட்கள் அதிக கார்பன் உள்ளடக்கம், நல்ல கார்பனைசேஷன் பண்புகள் மற்றும் வட்ட பொருளாதாரத்தின் கருத்துக்கு இணங்குகின்றன. செயல்திறன் இன்னும் மேம்படுத்தப்பட வேண்டியிருந்தாலும், அவை மிக அதிக சுற்றுச்சூழல் தேவைகள் உள்ள துறைகளில் பயன்படுத்தத் தொடங்கியுள்ளன.
பொருள் உருவகப்படுத்துதல் தொழில்நுட்பத்தின் (மூலக்கூறு இயக்கவியல், இயந்திர கற்றல் முன்கணிப்பு) வளர்ச்சியுடன், சுடர் ரிடார்டன்ட்களின் தேர்வு அனுபவ சோதனை மற்றும் பிழையிலிருந்து பகுத்தறிவு வடிவமைப்பிற்கு மாறுகிறது. எதிர்காலத்தில், அதிக செயல்திறன், குறைந்த நச்சுத்தன்மை மற்றும் பல செயல்பாடுகளை (புகை அடக்குதல், சொட்டு சொட்டுதல் எதிர்ப்பு மற்றும் மேம்பாடு) ஒருங்கிணைக்கும் அறிவார்ந்த சுடர் தடுப்பு அமைப்புகள் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாட்டு மையமாக மாறும், மேலும் பொருட்கள், சுடர் தடுப்பான்கள் மற்றும் செயல்முறைகளுக்கு இடையிலான தொடர்பு பற்றிய ஆழமான புரிதல் எப்போதும் சிறந்த தேர்வுக்கான தொழில்நுட்ப அடிப்படையாக இருக்கும்.
