مروری کوتاه بر بازدارندگی شعله در مواد پلیمری

Abstract

پلیمرها به‌دلیل خواص مکانیکی و شیمیایی مطلوب، در بسیاری از کاربردها جایگزین فلزات شده‌اند. ولی اشتعال‌پذیری و احتراق آن‌ها، استفاده از این مواد را محدود ساخته است. افزون براین، گازهای سمی حاصل از احتراق مواد پلیمری نیز خطرهای ناشی از آتش را افزایش داده است. برای غلبه بر این مشکل، تلاش‌های بسیاری برای بهبود بازدارندگی شعله مواد پلیمری انجام گرفته است. پیرولیز پلیمر در اثر گرما به تشکیل گونه‌های رادیکالی بسیار واکنش‌پذیر •O• ،H و •OH منجر می‌شود. دو گونه اول به‌طور عمده به رادیکال هیدروکسیل (•OH) تبدیل می‌شوند و •OH با شرکت در واکنش ‌گرمازا، گرمای لازم برای گسترش شعله را فراهم می‌کند. بنابراین، مهار •OH باعث ممانعت از پیش‌روی شعله می‌شود. بازدارنده‌های شعله هالوژن‌دار که هالوژن رادیکالی تولید می‌کنند یا بازدارنده‌های فسفاتی فرار که •HPO• ،PO یا •PO2 آزاد می‌کنند، باعث مهار •OH می‌شوند. برای کاهش اشتعال‌پذیری پلیمرها، می‌توان یا ساختار پلیمر را دست‌کاری کرده یا با پوشش‌دهی سطحی پلیمر و منسوجات، لایه سدگری روی آن‌ها ایجاد کرد. در این مقاله، فرایند احتراق مواد پلیمری، سازوکار‌های عمل بازدارنده‌های شعله در فاز بخار و متراکم شامل چاه گرمایی، لایه سدگر، اثر گرماتورمی و جلوگیری از پیش‌روی شعله و نیز پیشرفت‌های اخیر در زمینه نانوساختارهای بازدارنده شعله به‌طور خلاصه بررسی می‌شوند. همچنین، نحوه به‌کارگیری بازدارنده‌های شعله در پلیمرها و کامپوزیت‌ها، سمیت ناشی از احتراق پلیمرها و بازدارنده‌های شعله و نیز آزمون‌های سنجش بازدارندگی شعله، که نمایانگر رفتار گرمایی بازدارنده‌های شعله است، بحث می‌شود.

Keywords

• بازدارندگی شعله
• نانوساختار
• احتراق
• مواد پلیمری
• کامپوزیت