Alev geciktirici prensibi, ana alev geciktirici türleri
Alev geciktiriciler, moleküler malzemelerin tutuşma noktasını artırarak veya malzemelerin yanma hızını azaltarak moleküler malzemelerin alev direncini artırmak, böylece kurtarma süresini artırmak, hayat kurtarmak ve kayıpları azaltmak için kullanılır. Yapısına göre alev geciktiriciler makromoleküler polimerik ve küçük molekül tipi alev geciktiriciler olarak ikiye ayrılabilir; kullanım yöntemine göre katkı maddesi alev geciktiriciler ve reaktif alev geciktiriciler olarak ikiye ayrılabilir; malzemenin halojen içerip içermediğine göre halojen alev geciktiriciler ve halojen olmayan alev geciktiriciler olarak ikiye ayrılabilir. Katkılı alev geciktiriciler çoğunlukla termoplastik polimerlerde kullanılır, malzemedeki diğer bileşenlerle kimyasal olarak reaksiyona girmezler ve sadece fiziksel bir şekilde polimer malzemede bulunurlar; reaktif alev geciktiriciler çoğunlukla termoset polimerlerde kullanılır, sentetik polimerlerin kimyasal reaksiyonuna katılırlar ve polimerlerin yapısal birimi haline gelirler.
Yanmanın üç ana unsuruna göre - yanıcı madde, yanıcı madde ve yangın kaynağı, alev geciktiriciler alev geciktirici prensibi aşağıdaki dört şekilde özetlenebilir.
İlk olarak, alev geciktirici elde etmek için ısı emilimi yoluyla. İnorganik alev geciktirici alüminyum hidroksitin yüksek sıcaklıklarda ayrışması, kristal suyun salınması, kristal suyun buharlaşarak su buharına dönüşmesi gibi. Bu işlem çok fazla ısıyı emecek, malzeme yüzeyinin sıcaklığını azaltacak, alev geciktirici olacaktır.
İkincisi, yanıcı olmayan gaz üreterek oksijeni seyreltir ve yanma hızını yavaşlatır. Alüminyum hidroksit alev geciktirici gibi su buharı üreterek malzemenin etrafındaki oksijen konsantrasyonunu azaltabilir ve yangının yayılmasını engelleyebilir.
Üçüncü olarak, malzemenin yüzeyinde yoğun bir örtü tabakasının oluşması, malzemeyi oksijen temasından izole eder. Yüksek sıcaklık koşullarında fosfor alev geciktiriciler gibi, yanmanın devam etmesini önlemek için malzemenin etrafına sarılmış çapraz bağlı katı malzeme veya karbonize tabakanın daha kararlı yapısı haline gelecektir.
Dördüncü olarak, yanma reaksiyonuna dahil olan serbest radikalleri yakalar, serbest radikal zincir reaksiyonunu engeller. Yüksek sıcaklık koşullarında brom alev geciktiriciler, termal ayrışma ile polimer malzemeler, brom alev geciktiriciler ve termal ayrışma ürünleri gibi aynı zamanda gaz fazı yanma alanına, gaz fazı yanma alanındaki serbest radikalleri yakalar, serbest radikal zincir reaksiyonunu inhibe eder, böylece alev yayılmasını önler.
Geniş kategorilere göre alev geciktiriciler halojen içeren alev geciktiriciler ve halojen içermeyen alev geciktiriciler olarak ikiye ayrılabilir. İkisi arasındaki en büyük fark, birincisinin halojen içermesi, ikincisinin ise halojen içermemesidir. Ancak halojensiz, kesinlikle halojen içermeyen değil, içeriğinin miktarına göre tanımlanır. Halojensiz, 900 ppm'den az brom ve klor ve 1500 ppm'den az toplam brom ve klor olarak tanımlanır. halojenli alev geciktiriciler esas olarak bromlu alev geciktiriciler ve klorlu alev geciktiricileri ifade eder, bunlardan bromlu alev geciktiriciler en çok kullanılan ve yaygın olarak kullanılan alev geciktiricilerdir. Alev geciktirici malzemelerin çoğu halojen içerir. Halojenli alev geciktiriciler düşük ekleme, önemli alev geciktirici etki ve düşük fiyat özelliklerine sahiptir. Alev geciktiricilerin eklenmesinde, halojen elementler polimer malzemelerle iyi bir uyumluluğa sahiptir ve malzemelerin fiziksel ve kimyasal özelliklerini etkilemez. Ancak aynı zamanda, bireysel bromlu alev geciktiricileri de göz ardı edemeyiz. Hekzabromosiklododekan gibi, yanma sürecinde yangına, kaçışa ve kurtarma çabalarına zorluklar getirecek zehirli gazların yanı sıra çok fazla duman çıkaracaktır.
Halojenli alev geciktiriciler konusunda pek çok tartışma yaşanırken, aşağıdaki gerçekleri anlamamız gerekmektedir.
İlk olarak, bromlu alev geciktiriciler hala dünya çapında yaygın olarak kullanılmaktadır ve şu anda 70 kadar bromlu alev geciktirici türü bulunmaktadır. AB ve birçok ülkenin yetkili listesi ve aday listesi, 2-3 çeşit halojenli alev geciktirici de dahil olmak üzere sadece hekzabromosiklododekan içermektedir. Bromlu alev geciktiricilerin büyük çoğunluğu, insanlar ve çevre için zararsız olduklarını kanıtlamak için titizlikle değerlendirilmiştir ve tetrabromobisfenol A gibi bazı bromlu alev geciktiriciler sofra tuzundan daha az toksiktir.
İkinci olarak, doğru çalışma koşulları altında, bromlu alev geciktiricilerin kullanımı ve geri dönüşüm süreci dış dünyaya yeni tehlikeli gazlar üretmez ve geri dönüştürülebilirlik diğer alev geciktirici sistemlerden daha iyidir. Bromlu alev geciktiriciler geniş bir uygulanabilirlik yelpazesine sahiptir, neredeyse tüm malzemelerin alev geciktirici olması gerekir.
Halojen içermeyen alev geciktiriciler arasında fosfor bazlı alev geciktiriciler, şişen alev geciktiriciler, inorganik alev geciktiriciler, silikon içeren alev geciktiriciler ve biyo bazlı alev geciktiriciler bulunmaktadır. Birçok çeşit halojensiz alev geciktirici vardır, ancak bunlar ortak bir sorunla karşı karşıyadır, yani iyi bir alev geciktirici etki elde etmek zordur ve malzemenin mekaniği ve işleme özellikleri üzerinde bir etkisi vardır. Bu nedenle, halojenli alev geciktiricilerin ve halojensiz alev geciktiricilerin kendi avantajları ve dezavantajları vardır, insanlar alev geciktiricileri seçerken alev geciktirilen alt tabakanın yapısını, çevrenin kullanımını ve geri dönüşümü vb. dikkate almalıdır. Halojensiz alev geciktiricilerin çoğu fosfor ve nitrojen elementleri içerir.
I. Fosforlu alev geciktiriciler. Fosfor alev geciktiriciler, inorganik fosfor alev geciktiriciler ve organik fosfor alev geciktiriciler olarak ikiye ayrılır, fosfor alev geciktirici modifikasyonu ve bileşik alev geciktirici çalışmalarının odak noktasıdır. Fosforlu alev geciktiriciler esas olarak yangında malzemenin ayrışmasının ilk aşamasında çalışır, dış ısı ve havadan izole edilmiş koruyucu bir film oluşturur.
İkincisi, alev geciktiricilerin genişlemesi. Şişen alev geciktiriciler aleve maruz kalan malzemeyi uzun süre etkili bir şekilde koruyabilir.
Üçüncü olarak, inorganik alev geciktiriciler. İnorganik alev geciktiriciler iyi termal stabiliteye, alev geciktiriciye, uçucu olmayan, aşındırıcı olmayan gaza, küçük duman oluşumuna vb. sahiptir ve düşük halojenli halojensiz alev geciktirici sistemin ana hammaddeleridir.
Dördüncü olarak, silikon içeren alev geciktiriciler. Silikon içeren alev geciktiriciler, Si-O-Si yapısı kararlıdır ve düşük toksisite, damlama önleyici, yanma sırasında karbon ve duman bastırma oluşumunu teşvik etme özelliklerine sahiptir.
V. Biyo-bazlı alev geciktiriciler. Biyo-bazlı alev geciktiriciler henüz araştırmanın ilk aşamasında olmalarına rağmen, düşük fiyat, toksik olmama ve geniş kaynak yelpazesi avantajlarına dayanarak giderek daha fazla ilgi ve araştırma odağı haline gelmişlerdir.
Alev geciktiricilerin çevre korumasına ilişkin bilimsel anlayış. Son yıllarda halojen içermeyen alev geciktiriciler giderek daha fazla rağbet görmektedir. Uzun zamandır ve hatta şimdi bile, "halojen alev geciktiriciler toksik ve zararlıdır, halojensiz alev geciktiriciler çevre dostudur ve alev geciktiricilerin gelecekteki yönüdür" yanlış görüşü derinlemesine kök salmıştır. Halojensiz alev geciktiriciler "halojensiz = çevre koruma" bakış açısı popüler hale gelmiştir. Aslında, uluslararası ortak kimyasal sınıflandırma ve etiketleme sistemine göre, 70'ten fazla ticari bromlu alev geciktirici arasında sadece TBBA (tetrabromobisfenol A) ve HBCD (hekzabromosiklododekan) iki ürün açıkça toksik ve zararlı olarak tanımlanmıştır. Fosfat esterlerinin büyük çoğunluğu ve bazı fosfatlar ve hipofosfatlar gibi halojen olmayan bazı alev geciktiriciler de çevreye zararlı madde etiketi taşımaktadır. Bu nedenle, belirli kimyasal elementleri içererek çevre dostu olup olmadığına karar vermek için bilimsel bir temel yoktur.
Aynı seriden alev geciktirici plastikleştiriciler
| Lcflex® T-50 | T-50; ASE | CAS 91082-17-6 |
| Lcflex® ATBC | Asetil tribütil sitrat | CAS 77-90-7 |
| Lcflex® TBC | Tribütil sitrat | CAS 77-94-1 |
| Lcflex® TCPP | TCPP alev geciktirici | CAS 13674-84-5 |
| Lcflex® DOTP | Dioktil tereftalat | CAS 6422-86-2 |
| Lcflex® DEP | Dietil ftalat | CAS 84-66-2 |
| Lcflex® TEC | trietil sitrat | CAS 77-93-0 |
| Lcflex® DOA | Dioktil adipat | CAS 123-79-5 |
| Lcflex® DOS | SEBACIC ACID DI-N-OCTYL ESTER | CAS 2432-87-3 |
| Lcflex® DINP | Diisononyl Phthalate | CAS 28553-12-0/685 15-48-0 |
| Lcflex® TMP | Trimetilolpropan | CAS 77-99-6 |
| Lcflex® TEP | Trietil fosfat | CAS 78-40-0 |
| Lcflex® TOTM | Trioktil trimellitat | CAS 3319-31-1 |
| Lcflex® BBP | Biyo-bazlı plastikleştiriciler, Yüksek verimli plastikleştirici | |
| Lcflex® TMP | Trimetilol propan | CAS 77-99-6 |
| Lcflare® TCEP | Tris(2-kloroetil) fosfat | CAS 115-96-8 |
| Lcflare® BDP | Bisfenol-A bis(difenil fosfat) | CAS 5945-33-5 |
| Lcflare® TPP | Trifenil fosfat | CAS 115-86-6 |