مکانیسم بازدارنده شعله ملامین سیانورات

ملامین سیانورات(MCA) یک ضد شعله سازگار با محیط زیست است که به طور گسترده در مواد پلیمری مانند پلی آمید (نایلون، PA-6/PA-66)، رزین اپوکسی، پلی اورتان، پلی استایرن، پلی استر (PET، PBT)، پلی اولفین و هالوژن استفاده می شود. سیم و کابل رایگان خواص ضد شعله عالی، سمیت کم و پایداری حرارتی خوب آن را به طور گسترده ای مورد توجه قرار داده است و در زمینه های الکترونیک، خودرو و ساخت و ساز کاربرد دارد.

ملامین سیانورات ترکیبی است که از واکنش ملامین و اسید سیانوریک تولید می شود. ساختار شبکه مولکولی تشکیل شده از پیوند هیدروژنی حاوی عناصر نیتروژن غنی است. این به ملامین سیانورات اجازه می دهد تا مقدار مشخصی نیتروژن را در دمای بالا آزاد کند و در نتیجه از گسترش شعله جلوگیری کند. ساختار شیمیایی آن مشخص می کند که پایداری حرارتی خوب، استحکام مکانیکی و اثر ضد شعله عالی دارد.

علاوه بر این، MCA حاوی عناصر هالوژن مضر نیست، بنابراین در بسیاری از موارد با الزامات زیست محیطی و بهداشتی بالا، به ویژه در لوازم خانگی، مصالح ساختمانی و منسوجات، به طور گسترده مورد استفاده قرار گرفته است.

 

مکانیسم بازدارنده شعله ملامین سیانورات

مکانیسم بازدارنده شعله ملامین سیانورات عمدتاً در ویژگی های تجزیه آن در دماهای بالا و اثر بازدارندگی لایه کربن تشکیل شده بر انتشار شعله منعکس می شود. به طور خاص، اثر بازدارنده شعله MCA را می توان از جنبه های زیر تجزیه و تحلیل کرد:

(1) انتشار نیتروژن برای جلوگیری از تامین اکسیژن

مولکول های MCA حاوی مقدار زیادی عناصر نیتروژن هستند. در طول فرآیند گرمایش، عناصر نیتروژن آزاد می شوند تا گاز (عمدتا گاز نیتروژن) را تشکیل دهند. گاز نیتروژن به خودی خود از احتراق پشتیبانی نمی کند، بنابراین می تواند به طور موثر غلظت اکسیژن را در اطراف منبع آتش رقیق کند، دمای شعله را کاهش دهد و در نتیجه سرعت احتراق را کاهش دهد و از گسترش احتراق جلوگیری کند. این فرآیند برای بهبود خواص بازدارنده شعله مواد، به ویژه در شرایط دمای بالا بسیار مهم است.

(2) تشکیل یک لایه کربنی را تقویت کنید

در طول فرآیند پیرولیز، MCA تجزیه می شود و یک لایه کربنی در طول تجزیه حرارتی ایجاد می کند. این لایه کربنی بی‌اثر دارای خواص عایق حرارتی عالی است و می‌تواند مانعی بین منطقه سوخته و ناحیه نسوخته ایجاد کند و از انتقال حرارت جلوگیری کرده و گسترش شعله را بیشتر محدود کند.

علاوه بر این، لایه کربنی شده همچنین می تواند اکسیژن موجود در هوا را جدا کرده و یک لایه محافظ فیزیکی تشکیل دهد و تماس اکسیژن با مواد قابل احتراق را کاهش دهد و در نتیجه به طور موثر از احتراق جلوگیری کند. تشکیل و پایداری این لایه کربنی شده کلید این است که آیا MCA می تواند نقش موثری به عنوان یک بازدارنده شعله داشته باشد یا خیر.

(3) واکنش شیمیایی بخار آب تولید می کند

در محیط دمای بالا، MCA تحت یک واکنش تجزیه قرار می گیرد و مقدار مشخصی بخار آب آزاد می کند. بخار آب می تواند به طور موثر دمای محلی را کاهش دهد و با تبخیر گرما را از بین ببرد و در نتیجه منبع آتش را خنک کند. علاوه بر این، تشکیل بخار آب همچنین می تواند غلظت اکسیژن را در اطراف منبع آتش کاهش دهد و از گسترش شعله جلوگیری کند.

(4) اثر هم افزایی با سایر مواد افزودنی

ملامین سیانورات علاوه بر اثر ضد شعله خود، می تواند با سایر مواد بازدارنده شعله یا پرکننده ها نیز همکاری کند تا خواص کلی بازدارنده شعله مواد را افزایش دهد. به عنوان مثال، MCA اغلب در ترکیب با بازدارنده‌های شعله فسفر، پرکننده‌های معدنی و غیره استفاده می‌شود که می‌تواند پایداری حرارتی و خواص مکانیکی مواد را بهبود بخشد و اثر بازدارنده شعله جامع‌تری را اعمال کند.

 

مزایا و کاربردهای ملامین سیانورات

(1) سازگار با محیط زیست و غیر سمی

در مقایسه با بازدارنده های هالوژن سنتی، MCA گازهای هالوژن مضر (مانند کلرید هیدروژن، هیدروژن برومید و غیره) را در طول فرآیند بازدارنده شعله آزاد نمی کند و باعث کاهش آلودگی به محیط زیست و آسیب احتمالی به سلامت انسان می شود. فرآیند آزادسازی نیتروژن MCA نسبتاً ایمن است، بنابراین در حین استفاده سازگارتر با محیط زیست است و تأثیر کمتری بر محیط زیست محیطی دارد.

(2) پایداری حرارتی خوب و مقاومت در برابر آب و هوا

MCA پایداری حرارتی بالایی دارد، می تواند خواص شیمیایی پایدار را در دماهای بالا حفظ کند و به طور موثر از احتراق ناشی از دماهای بالا جلوگیری کند. در برخی از محیط‌های کاری با دمای بالا، MCA می‌تواند حفاظت طولانی‌مدتی را به عنوان یک بازدارنده شعله فراهم کند.

علاوه بر این، MCA همچنین دارای مقاومت آب و هوایی قوی است، می تواند عملکرد خوبی را در استفاده طولانی مدت حفظ کند و با شرایط آب و هوایی مختلف سازگار شود.

(3) دود کم

MCA هنگام گرم شدن در دمای بالا دود کمتری تولید می کند. در مقایسه با بازدارنده های هالوژن سنتی، می تواند انتشار گازهای سمی در آتش سوزی را به میزان قابل توجهی کاهش دهد و آسیب دود را برای پرسنل کاهش دهد.

 

به عنوان سازگار با محیط زیست و غیر سمیبازدارنده شعلهملامین سیانورات دارای یک مکانیسم بازدارنده شعله منحصر به فرد است که طیف گسترده ای از چشم انداز کاربرد در مواد مدرن را نشان می دهد. با بهبود مستمر الزامات حفاظت از محیط زیست و ایمنی، سیانورات ملامینه در زمینه های بیشتری مورد استفاده قرار می گیرد و به یکی از اجزای اصلی مواد بازدارنده شعله تبدیل می شود.

 

برای اطلاعات بیشتر در مورد نحوه انتخاب MCA مناسب برای شما، لطفا به مقاله من مراجعه کنید "چگونه ملامین سیانورات با کیفیت خوب انتخاب کنیم؟"امیدوارم برای شما مفید باشد.