Yn ôl y gwahaniaeth yn y dull cyflwyno, gellir rhannu gwrth-fflam yn atalyddion fflam ychwanegyn ac atalyddion fflam adweithiol. Mae gwrth-fflamau ychwanegion fel arfer yn cael eu hymgorffori mewn polymerau mewn ffordd ffisegol, sy'n ddarbodus ac yn gyfleus i'w defnyddio, ond yn gyffredinol mae ganddynt gydnawsedd gwael â pholymerau. Diffygion ym mhhriodweddau mecanyddol deunyddiau polymer.
Yn wahanol i'r egwyddor o atalyddion fflam ychwanegyn, gall atalyddion fflam adweithiol ffurfio copolymerau â monomerau neu berfformio adwaith impiad ar bolymerau, fel y gall deunyddiau gael arafu fflamau gwydn. Ar ben hynny, ychydig iawn o effaith y mae gwrth-fflamau adweithiol yn ei gael ar briodweddau mecanyddol a mecanyddol deunyddiau polymer, a dim ond ychydig bach sy'n gallu cyflawni gwell effaith gwrth-fflam, sy'n bwnc llosg mewn ymchwil gwrth-fflam gyfredol. Mae'r papur hwn yn bennaf yn cyflwyno mecanwaith gwrth-fflam sylfaenol gwrth-fflamau adweithiol a statws cymhwyso resin epocsi, polywrethan, ffabrig cotwm a phapur gwrth-fflam.
Mecanwaith Gwrth-Fflam o Retardants Fflam Adweithiol
Mae proses hylosgi deunyddiau polymer yn broses gymhleth gydag adwaith amlgyfnod, sy'n cyd-fynd â newidiadau ffisegol a chemegol. Mae gwrth-fflamau adweithiol yn dangos gwahanol fecanweithiau gwrth-fflam mewn gwahanol systemau gwrth-fflam, sy'n cael eu hachosi gan y gwahaniaethau yng nghyfansoddiad y gwrth-fflam eu hunain a phriodweddau materol gwahanol bolymerau. Ond yn gyffredinol, gellir rhannu'r mecanwaith gwrth-fflam o atalyddion fflam adweithiol yn ddau gategori: mecanwaith cam nwy a mecanwaith cyfnod cyddwys.
1. mecanwaith cam nwy
Yn cyfateb i'r broses hylosgi, mae mecanwaith gwrth-fflam cam nwy o atalyddion fflam adweithiol yn cynnwys effeithiau corfforol ac adweithiau cemegol, a mwy yw effaith synergaidd y ddau. Mae'r effaith ffisegol yn cael ei amlygu'n bennaf gan y gall y gwrth-fflam rhannol adweithiol amsugno'r gwres yn yr amgylchedd, dadelfennu a rhyddhau nwyon anhylosg fel nitrogen, amonia a charbon deuocsid, a all fel arfer wanhau'r nwy fflamadwy ar grac y deunydd polymer neu yng nghanol y fflam. Mae'n lleihau crynodiad y nwy anweddol i fod yn is na'r terfyn hylosgi, er mwyn atal y deunydd rhag parhau i losgi. Weithiau mae rhai nwyon anfflamadwy hefyd yn cael effaith afradu gwres, a all leihau tymheredd yr amgylchedd cyfagos.
Adlewyrchir yr effaith gemegol yn bennaf ym mecanwaith dal radicalau rhydd. Er enghraifft, gall rhai atalyddion fflam sy'n seiliedig ar ffosfforws ryddhau radicalau rhydd cysylltiedig mewn amgylchedd tymheredd uchel ac adweithio â H. ac O H. sy'n cyfrannu at hylosgiad. Yn yr achos hwn, gellir atal yr adwaith cadwyn o hylosgi, a gellir lleihau'r gwres a ryddheir gan y fflam yn fawr.
2. mecanwaith anwedd
Mae gan fecanwaith gwrth-fflam atalyddion fflam adweithiol amrywiol ddulliau gweithredu yn y cyfnod cyddwys, a ffurfio carbon yw'r modd mwyaf cyffredin. Yn gyffredinol, gall gwrth-fflamau adweithiol gynyddu ffurfiad polymerau yn fawr, yn enwedig polymerau sy'n cynnwys ocsigen, megis resin epocsi, seliwlos, ac ati.
Yn gyffredinol, mae'r haen garbon yn cael ei ffurfio yn ardal ffin y cyfnod nwy a'r cyfnod cyddwys, ac mae ganddo effaith amddiffynnol dda. Gellir ei ystyried yn rhwystr amddiffynnol i atal trosglwyddo ocsigen a throsglwyddo gwres yn yr awyr, a chyflawni effaith atal cynhyrchu nwyon fflamadwy. Gan gymryd cymhwyso gwrth-fflam ar ffabrigau cotwm fel enghraifft, mae'n newid proses adwaith cracio thermol y gadwyn macromoleciwlaidd ffibr yn y cyfnod cyddwys, ac yn hyrwyddo'r dadhydradu, croesgysylltu ac adweithiau eraill, ac yn raddol yn ffurfio haen garbon. Cynyddodd swm y gweddillion carbon a gostyngodd swm y nwy hylosg yn y broses.
gwrth-fflam siarcol cyfnod cyddwys
Gall gwrth-fflamau adweithiol nid yn unig gynyddu'r gweddillion carbon, ond hefyd hyrwyddo gwrth-ocsidiad carbon ac atal carbon rhag cael ei ocsidio'n llwyr i garbon deuocsid, a thrwy hynny leihau'r gwres a ryddheir gan ocsidiad. Yn ogystal â ffurfio torgoch, mae dull gweithredu gwrth-fflam adweithiol yn y cyfnod cyddwys hefyd yn cynnwys ataliad radical rhydd, mecanwaith dylanwad gludedd polymer tawdd, ac effaith cotio wyneb.
Diagram sgematig o arafu fflamau megis atal radicalau rhydd a ffurfio torgoch
Fel arfer, prif swyddogaeth gwrth-fflam adweithiol mewn deunyddiau gwrth-fflam yw cynhyrchu nwy anhylosg pan fydd y polymer yn cael ei losgi, gwanhau crynodiad y nwy hylosg, lleihau effaith thermol y deunydd yn effeithiol yn ystod hylosgi a dadelfennu, a chynyddu'r effaith carbonoli. . swm, gan rwystro trosglwyddo ocsigen a gwres. Yn ogystal, ar ôl i rai deunyddiau polymer gael eu trin ag atalyddion fflam adweithiol, mae'r tymheredd tanio yn cynyddu'n fawr, ac mae effaith gwrth-fflam hefyd yn cael ei gyflawni.
Ei Gymhwysiad mewn Polywrethan
Mae polywrethan (PU) yn bolymer sy'n cynnwys unedau organig wedi'u cysylltu gan urethane, ac mae ganddo lawer o briodweddau rhagorol megis ymwrthedd sŵn da, inswleiddio gwres a gwrthsefyll traul. Heb driniaeth gwrth-fflam, mae'r mynegai ocsigen cyfyngol (LOI) o ddeunydd polywrethan tua 18 y cant, sy'n hawdd ei losgi ac yn rhyddhau llawer o wres a nwyon gwenwynig sy'n niweidiol i'r corff dynol. Ar hyn o bryd, mae gwrth-fflamau adweithiol polywrethan yn gyffredinol yn cyflwyno grwpiau â swyddogaethau gwrth-fflam i strwythur moleciwlaidd polywrethan trwy adwaith impio, er mwyn gwella effaith gwrth-fflam a sefydlogrwydd thermol deunyddiau polywrethan mewn amgylcheddau tymheredd uchel.
Yn yr addasiad gwrth-fflam o ddeunyddiau polywrethan, mae gwrth-fflamau sy'n cynnwys ffosfforws yn cael eu defnyddio fwyaf, nid yn unig yn cael effaith gwrth-fflam dda ond hefyd yn cael mwg isel a diogelu'r amgylchedd. Yr egwyddor yw cyflwyno ffosfforws i'r polywrethan ar ffurf bondiau cemegol fel bondiau PO neu PC. Yn y strwythur deunydd, mae gan y bondiau cofalent hyn egni bond mwy a sefydlogrwydd cryfach.
Yn gyffredinol, mae deunyddiau polywrethan gwrth-fflam adweithiol sy'n cynnwys nitrogen yn cyflwyno grwpiau melamin i'r strwythur polywrethan trwy fondiau cofalent. Mae melamin yn gyfansoddyn crisialog sefydlog sy'n cynnwys 67 y cant o atomau nitrogen. Mae'r tymheredd yn cyrraedd 350 gradd. Mae'n sublimates, yn amsugno llawer o egni, ac yn lleihau'r tymheredd amgylchynol. Ac ar dymheredd uwch, mae melamin yn dadelfennu i gynhyrchu nitrogen a ffurfio cyddwysiad thermol sefydlog.
O'i gymharu â chyflwyno un elfen gwrth-fflam, mae'r gwrth-fflam adweithiol gyda dwy neu fwy o elfennau gwrth-fflam yn well o ran effaith gwrth-fflam a sefydlogrwydd thermol.
