Wat zijn de vlamvertragende mechanismen van vlamvertragers?

Het werkingsmechanisme van brand vertragende middelen is relatief ingewikkeld en wordt nog niet volledig begrepen. Algemeen wordt aangenomen dat halogeenverbindingen een ontledingsreactie ondergaan wanneer ze worden blootgesteld aan vuur en hitte, en de afgebroken halogeenionen reageren met polymeerverbindingen om waterstofhalogenide te produceren. Deze laatste reageert met een groot aantal actieve hydroxylradicalen (HO ·) die zich vermenigvuldigen tijdens de verbranding van polymeerverbindingen, waardoor de concentratie wordt verlaagd en de brandsnelheid wordt vertraagd totdat de vlam is gedoofd. Van de halogenen heeft broom een ​​grotere vlamvertraging dan chloor. De rol van fosforhoudende vlamvertragers is dat ze metafosforzuur vormen wanneer ze branden, en metafosforzuur polymeriseert tot een zeer stabiele multimere toestand, die een beschermende laag van plastic wordt en zuurstof isoleert.
Vlamvertragers oefenen hun vlamvertragende effecten uit via verschillende mechanismen, zoals endotherm effect, bedekkingseffect, remming van kettingreactie en verstikking van niet-brandbare gassen. De meeste vlamvertragers bereiken het doel van vlamvertraging door de gezamenlijke werking van verschillende mechanismen.

1. Warmteabsorptie
De warmte die vrijkomt bij een eventuele verbranding in relatief korte tijd is beperkt. Als een deel van de warmte die vrijkomt door de vuurbron in relatief korte tijd kan worden geabsorbeerd, zal de vlamtemperatuur worden verlaagd, uitstraalt naar het verbrandingsoppervlak en inwerken op het verdampte De pyrolysewarmte van brandbare moleculen tot vrije radicalen zal afnemen, en de verbrandingsreactie zal tot op zekere hoogte worden onderdrukt. Onder hoge temperatuuromstandigheden ondergaat de vlamvertrager een sterke endotherme reactie, absorbeert een deel van de warmte die vrijkomt bij verbranding, verlaagt de oppervlaktetemperatuur van brandbare stoffen, remt effectief de vorming van brandbare gassen en voorkomt de verspreiding van verbranding. Het vlamvertragende mechanisme van Al (OH) 3 vlamvertragend is om de warmtecapaciteit van het polymeer te vergroten, zodat het meer warmte kan absorberen voordat de thermische ontledingstemperatuur wordt bereikt, waardoor de vlamvertragende werking wordt verbeterd. Dit type vlamvertragend middel geeft zijn grote warmteabsorptie-eigenschappen in combinatie met waterdamp volledig spel en verbetert zijn eigen vlamvertragend vermogen.
2. Bekleding
Nadat de vlamvertrager aan het brandbare materiaal is toegevoegd, kan de vlamvertrager bij hoge temperatuur een glasachtige of stabiele schuimafdeklaag vormen, die zuurstof kan isoleren, de functie heeft van warmte-isolatie, zuurstofisolatie en het ontsnappen van brandbaar gas voorkomt, zoals om vlamvertragend doel te bereiken. Organische fosforvlamvertragers kunnen bijvoorbeeld verknoopte vaste stoffen of verkoolde lagen produceren met een stabielere structuur bij verhitting. De vorming van de verkoolde laag kan verhinderen dat het polymeer verder pyrolyseert, en anderzijds kan het voorkomen dat de thermische ontledingsproducten erin de gasfase binnendringen om deel te nemen aan het verbrandingsproces.
3. Remmen kettingreactie
Volgens de verbrandingskettingreactietheorie zijn vrije radicalen nodig om de verbranding in stand te houden. Vlamvertragers kunnen inwerken op de verbrandingszone in de gasfase om vrije radicalen in de verbrandingsreactie op te vangen, waardoor de verspreiding van vlammen wordt voorkomen, de vlamdichtheid in de verbrandingszone wordt verminderd en uiteindelijk de verbrandingsreactiesnelheid wordt verlaagd totdat deze stopt. Halogeenhoudende vlamvertragers hebben bijvoorbeeld dezelfde of vergelijkbare verdampingstemperatuur als de ontledingstemperatuur van het polymeer. Wanneer het polymeer door warmte wordt afgebroken, zal de vlamvertrager tegelijkertijd ook vervluchtigen. Op dit moment bevinden de halogeenhoudende vlamvertrager en het thermische ontledingsproduct zich tegelijkertijd in de verbrandingszone in de gasfase en kan het halogeen de vrije radicalen in de verbrandingsreactie vangen en de verbrandingskettingreactie verstoren.
4. Verstikkend effect van niet-brandbaar gas
Vlamvertragers breken bij verhitting onbrandbaar gas af en verdunnen de concentratie brandbaar gas uit brandbare stoffen tot onder de onderste verbrandingsgrens. Tegelijkertijd verdunt het ook de zuurstofconcentratie in de verbrandingszone, voorkomt het dat de verbranding doorgaat en heeft het een vlamvertragend effect.