Les principaux types et fonctions des retardateurs de flamme communs

Les retardateurs de flamme sont des additifs fonctionnels qui dominaient des polymères inflammables avec un retard de flamme. Ils sont principalement conçus pour le retard de flamme des matériaux en polymère. Asphyxie du gaz, etc. La plupart des retardateurs de flammes atteignent le but du retard de flamme par l'action conjointe de plusieurs mécanismes.

effet endothermique

La chaleur libérée par toute combustion en peu de temps est limitée. Si une partie de la chaleur libérée par la source d'incendie peut être absorbée en peu de temps, la température de la flamme diminuera, rayonnera à la surface de combustion et agira sur le gaz gazéifié. La chaleur des molécules inflammables fissurées en radicaux libres sera réduite et la réaction de combustion sera inhibée dans une certaine mesure.
Dans des conditions à haute température, le retardateur de flammes a une forte réaction endothermique, absorbe une partie de la chaleur libérée par la combustion, réduit la température de surface des combustibles, inhibe efficacement la génération de gaz inflammables et empêche la propagation de la combustion. Le mécanisme ignifuge de la flamme de l'alléphone Al (OH) 3 est d'augmenter la capacité thermique du polymère de sorte qu'il absorbe plus de chaleur avant d'atteindre la température de décomposition thermique, améliorant ainsi ses performances ignifuges de la flamme. Ce type de retardateur de flammes donne le plein jeu à sa caractéristique d'absorber une grande quantité de chaleur lorsqu'il est combiné avec une vapeur d'eau, et améliore sa propre capacité issue de la flamme.

Couverture

Après avoir ajouté des retardateurs de flamme à des matériaux combustibles, les retardateurs de flamme peuvent former une couche de couvre-mousse vitreuse ou stable à haute température, qui peut isoler l'oxygène et avoir les fonctions d'isolation thermique, d'isolement d'oxygène et de prévention du gaz combustible de s'échapper, de manière à ce que atteindre un objectif du retard de flamme. Par exemple, les retardateurs de flamme organophosphorus peuvent produire des substances solides réticulées ou des couches carbonisées avec une structure plus stable lorsqu'elle est chauffée. D'une part, la formation de la couche carbonisée peut empêcher une pyrolyse supplémentaire du polymère, et d'autre part, il peut empêcher les produits de décomposition thermique internes d'entrer dans la phase gazeuse pour participer au processus de combustion.

réaction en chaîne de l'inhibition

Selon la théorie de la réaction en chaîne de la combustion, ce qui est nécessaire pour maintenir la combustion, ce sont les radicaux libres. Les retardateurs de flamme peuvent agir sur la zone de combustion de la phase gazeuse pour capturer les radicaux libres dans la réaction de combustion, empêchant ainsi la propagation de la flamme, réduisant la densité de flamme dans la zone de combustion et enfin réduisant la vitesse de réaction de combustion jusqu'à ce qu'elle se termine. Comme le retardateur de la flamme contenant l'halogène, sa température d'évaporation est identique ou proche de la température de décomposition du polymère. Lorsque le polymère est décomposé par la chaleur, le retardateur de flamme est également volatilisé en même temps. À l'heure actuelle, le retard de la flamme contenant des halogènes et le produit de décomposition thermique se trouvent en même temps dans la zone de combustion de la phase gazeuse, et l'halogène peut capturer les radicaux libres dans la réaction de combustion et interférer avec la réaction en chaîne de la combustion.

Asphyxie des gaz non incombustibles

Lorsque le retardateur de la flamme est chauffé, il se décompose en gaz non incombustible et dilue la concentration de gaz combustible décomposé des combustibles à inférieur à la limite inférieure de la combustion. Dans le même temps, il a également pour effet de diluer la concentration d'oxygène dans la zone de combustion, empêchant la continuation de la combustion et atteignant l'effet du retard de flamme.
La grande majorité des polymères sont composés d'hydrocarbures et d'autres éléments, qui sont très inflammables. Pendant le processus de combustion, il s'agit d'un processus de réaction en chaîne complexe des radicaux libres, qui libérera une grande quantité d'énergie thermique, provoquant des dommages directs et augmentant rapidement l'intensité du feu.

Avec les progrès continus de la société et le développement continu de la science, la gamme d'applications de divers matériaux polymères dans divers domaines a continué de se développer, mais le danger et le danger du feu ont considérablement augmenté.
Le traitement ignifuge des flammes des matériaux en polymère est l'une des mesures importantes pour réduire les incendies. Comment améliorer le retard de flamme des matériaux en polymère est devenu l'un des problèmes techniques dont les scientifiques du monde entier ont besoin pour résoudre de toute urgence. goulot d'étranglement majeur.
Le développement de nouveaux additifs issus de la flamme en polymère pour améliorer le retard de flamme est devenu une tâche urgente dans le développement de matériaux polymères.

Flame inorganique issue

L'effet ignifuge de la flamme des retardateurs de flamme inorganiques est principalement d'utiliser les propriétés de stockage et de conductivité thermique de grands charges de volume spécifiques, de sorte que le matériau n'est pas facile d'atteindre la température de décomposition, ou le retardateur de flamme est décomposé par la chaleur pour absorber la chaleur, atténuant ainsi ou mettant fin au processus de chauffage du matériel principal. Son mécanisme ignifuge de flamme consiste à libérer de l'eau cristalline lorsqu'il est chauffé, évaporer, décomposer et libérer de la vapeur d'eau.
Ce processus de réaction doit absorber une grande quantité d'énergie thermique de combustion, réduisant ainsi considérablement la température de surface du matériau, de sorte que la probabilité de décomposition thermique et de combustion du matériau polymère est considérablement réduite.
Halogène Flamme ignifuge

Les retardateurs de flamme halogénés sont actuellement l'un des retardateurs de flamme organiques les plus produits au monde, et les retardateurs de flamme halogénés les plus utilisés sont des retardateurs de flamme contenant du brome et du chlore.
La plupart des retardateurs de flamme halogénés sont organiques et ont une bonne compatibilité avec le matériau polymère principal. En tant qu'additif issue de la flamme, le retardateur de flamme halogéné n'aura pas d'impact essentiel sur les propriétés physiques et chimiques du matériau polymère lui-même. De plus, la flamme halogénée issue du retardateur de la flamme peut être ajoutée en petite quantité, mais elle peut atteindre un effet extrêmement excellent ignifuge.
Les retardateurs de flamme halogénés contenant du brome comprennent des composés contenant du brome aliphatique, aliphatique et aromatique. Les plus courants comprennent l'éther décabromodiphényle, le décabromodiphényléthane et le tétrabromobisphénol A. les retardateurs de flamme contenant le chlore L'agent principal est la paraffine chlorée.
Le mécanisme issue de la flamme du brome et du chlore est similaire: à haute température, les liaisons en carbone-halogène dans les retardateurs de flamme halogène peuvent être brisées, libérant des radicaux libres halogènes et capturant efficacement les radicaux libres actifs libres produits par la dégradation thermique des matériaux polymères, qui peuvent efficacement Réduisez la concentration de radicaux libres, atténuant ainsi ou terminant la réaction en chaîne des radicaux libres de la combustion.

De plus, l'halogénure d'hydrogène libéré par la décomposition du retardateur de la flamme halogène a la propriété de non-combustibilité, bloque efficacement l'oxygène et inhibe la progression de la réaction de combustion.
Cependant, une fois que le matériau polymère ajouté avec un retardateur de flamme halogène est brûlé, une grande quantité de gaz d'halogénure d'hydrogène sera produite, qui est toxique et corrosive, et il est également très facile d'absorber l'humidité dans l'air pour former un acide hydrohalique hautement corrosif , accompagnées d'une grande quantité de fumée, ces gaz de fumée, toxiques et corrosifs mettront en danger la santé humaine, mais apporteront également de grands obstacles aux travaux de lutte, d'évasion et de récupération.
Traité AI (OH) 3 Flamme ignifuge

L'hydroxyde d'aluminium est également appelé trihydrate d'alumine (ATH), et sa formule moléculaire est Al (OH) 3. C'est l'un des premiers retardateurs de flamme inorganiques. Il peut produire des effets synergiques avec diverses substances, et il s'agit d'un sexe non toxique et non corrosif.
À l'heure actuelle, l'utilisation des retardataires de flamme d'hydroxyde d'aluminium représente plus de 80% des retardateurs de flamme inorganiques totaux et est largement utilisé dans divers produits en plastique polymère. Après avoir ajouté de l'hydroxyde d'aluminium au matériau du polymère, la concentration de polymère inflammable peut être réduite.
Lorsque le matériau du polymère est chauffé (environ 250 ° C), l'hydroxyde d'aluminium subit une réaction de déshydratation et absorbe une grande quantité d'énergie thermique, inhibant efficacement l'élévation de la température du matériau du polymère. Dans le même temps, la vapeur d'eau générée par la décomposition peut diluer la concentration inflammable de gaz et d'oxygène généré par la combustion et inhiber la propagation continue de la combustion.
At the same time, another metal oxide, aluminum oxide (Al2O3), which is decomposed at the same time, can catalyze the thermal crosslinking reaction of the polymer due to its high catalytic activity, thereby forming a dense carbonized film on the surface of the polymère. Il peut effectivement ralentir le transfert de chaleur pendant la combustion, jouant ainsi un rôle ignifuge.
L'alumine peut également adsorber les particules et jouer un rôle dans la suppression de la fumée. En général, plus la teneur en hydroxyde d'aluminium est élevée, meilleure est l'effet ignifuge, mais trop de remplissage réduira considérablement la résistance et les autres propriétés du matériau polymère.
L'hydroxyde d'aluminium présente également un autre désavantage, c'est-à-dire que la température de décomposition est faible et une réaction de déshydratation peut se produire entre 245 ° C et 320 ° C, de sorte que l'ajout d'alumine forte de la flamme limite également la température de traitement des matériaux polymères

Flamme de phosphore ignifuge

Selon la nature et la composition des retardateurs de flamme à base de phosphore, ils peuvent être divisés en retardateurs de flamme inorganiques à base de phosphore et en retardants de flamme à base de phosphore organique.
Parmi eux, les retardateurs de flamme de phosphore inorganiques comprennent le phosphore rouge, le phosphate d'ammonium et le polyphosphate d'ammonium, etc., et les retardateurs de flamme de phosphore organique incluent les esters d'acide phosphorique, les esters de phosphite, etc. et les retardateurs de flamme largement utilisés. Le mécanisme ignifuge des flammes est principalement de former un film d'isolement pour atteindre l'effet issue de la flamme.
Il existe deux méthodes différentes pour la formation de la membrane d'isolement:
(1) Effet ignifuge sur les polymères contenant de l'oxygène: Les produits de dégradation thermique des retardateurs de flamme sont utilisés pour favoriser une déshydratation et une carbonisation rapides de la surface du polymère, formant ainsi une couche carbonisée. Étant donné que le carbone élémentaire n'effectue pas de combustion évaporative et de combustion de décomposition qui génère des flammes, il a un effet ignifuge.
La réaction chimique qui se déroule en interne est la décomposition thermique des composés contenant du phosphore et le produit final est de l'acide polymétaphosphorique, qui est un fort agent déshydratant.
(2) Les retardateurs de flamme à base de phosphore se décomposent en substances de verre non volatiles à la température de combustion, qui peuvent être enveloppées à la surface du polymère, et cette couche de protection dense agit comme une couche d'isolement.
Le stade où les retardateurs de flamme organophosphorus jouent un rôle est principalement dans le stade initial du feu au stade de décomposition des matériaux polymères.

Il peut favoriser la déshydratation et la carbonisation des matériaux en polymère, de sorte que les matériaux en polymère ne peuvent pas produire de gaz inflammables, et parce que le composé du phosphore non volatile agit comme un coagulant, les matériaux carbonisés forment un film de carbone protecteur pour isoler l'air extérieur et la chaleur.

Issue de la flamme en silicium

Les retardateurs de flammes à base de silicium comprennent le silicium inorganique et le silicium organique, dont le silicium inorganique comprend principalement du dioxyde de silicium, du gel de silice, du silicate et de la poudre de talc, etc., de tels retardateurs de flamme sont souvent utilisés comme charges; Le retardateur de flamme de silicium organique est un nouveau type de flamme sans halogène issue de la flamme est également un suppresseur de fumée formant le charbon, se référant principalement à la résine de silicone, à la polysiloxane (huile de silicone, en résine de silicone, en caoutchouc de silicone et divers copolymères de siloxane, etc.), du polylicone, etc., parmi lesquels le développement les plus rapides est les polysiloxanes.
Le mécanisme ignifuge de la flamme se reflète principalement dans le mécanisme d'alorsation de la flamme de phase condensée, c'est-à-dire que l'effet ignifuge de la flamme est réalisé en générant une couche de carbone fissurée et en améliorant la résistance à l'oxydation de la couche de carbone.
Une fois que le retardateur de flamme en silicone a été ajouté au matériau du polymère, la plupart des ignifuges de flamme en silicone migreront vers la surface du matériau, réagiront à haute température et formeront une couche de silicate contenant du carbone à la surface du polymère, qui a le Fonction de retard ou de prévention de la fuite de gaz inflammables. Out et la génération de radicaux libres.
Dans le même temps, le retardateur de flamme favorisera également la carbonisation des polymères, réduisant ainsi le taux de dégradation des polymères et les rendant moins sujets à la décomposition thermique à des températures élevées.
D'un autre côté, les retardateurs de flamme à base de silicium subiront également des réactions de décomposition thermique lorsqu'ils sont chauffés. Ce processus doit absorber une grande quantité de chaleur, ce qui peut réaliser l'effet du ralentissement ou de l'arrêt de l'élévation de la température des matériaux ignifuges.