Жаһандық экологиялық ережелерді қатайту және тұрақты даму тұжырымдамаларын тереңдету арқылы,галогенсіз отқа төзімді заттарполимерлі материалдардың жалынға төзімді модификациясының негізгі таңдауына айналды. Дәстүрлі галогенді жалынға қарсы заттармен салыстырғанда, галогенсіз жүйелер жану кезінде аз түтін мен коррозиялық газдар шығарады және улы диоксин тәрізді заттарды шығармайды. Дегенмен, фосфор негізіндегі, азот негізіндегі, металл гидроксидтері және кеңею түрі сияқты әртүрлі галогенсіз жалынға қарсы заттар нарықта әртүрлі қасиеттерге ие. Материалдық жүйелер мен қолдану сценарийлеріне негізделген ғылыми таңдау әдісі техниктердің алдында тұрған негізгі мәселеге айналды. Бұл мақалада көптеген өлшемдерден галогенсіз жалынға төзімді заттарды таңдау логикасы талданады.
Галогенсіз жалынға қарсы заттар негізінен екі жолмен жұмыс істейді: газ фазалы жалынға қарсы заттар оттегі мен жанғыш газдарды сұйылтатын жанбайтын газдар (мысалы, азот және су буы) алу үшін ыдырайды; Конденсацияланған фазалық жалынға төзімді материалдың бетінде жылу мен оттегінің берілуін оқшаулайтын көміртекті қабат түзеді. Фосфор негізіндегі отқа төзімді заттар (мысалы, фосфат эфирлері және аммоний полифосфаты) негізінен конденсацияланған фазада әрекет етеді, ал азот негізіндегі отқа төзімді заттар (мысалы, меламин және оның туындылары) газ фазасы арқылы көбірек әсер етеді. Бұл іргелі айырмашылықты түсіну - таңдау жасаудағы алғашқы қадам.
Жалғыз жалынға қарсы құрал көбінесе қажетті нәтижеге қол жеткізе алмайды. Фосфор азотының синергетикалық жүйесі ең классикалық комбинация болып табылады, онда аммоний полифосфаты (қышқыл көзі) меламинмен (газ көзі) тығыз кеңейтілген көміртек қабатын қалыптастыру үшін қолданылады, бұл жалынға қарсы тиімділікті айтарлықтай арттырады. Металл гидроксидтері (алюминий гидроксиді, магний гидроксиді) көп мөлшерде қосуды қажет етеді (әдетте 50-60%), бірақ кремнийорганикалық және мырыш бораты сияқты аздаған синергетиктермен қосылса, қосу мөлшерін азайтуға және механикалық қасиеттерін жақсартуға болады.
Полярлы полимерлер (мысалы, PA және PBT) полярлық жалынға қарсы заттармен (мысалы, фосфор негізіндегі) жақсы үйлесімділікке ие және біркелкі дисперсиямен және механикалық қасиеттерге аз әсер ететін химиялық немесе сутегі байланыстары арқылы біріктірілуі мүмкін. Полярлы емес полиолефиндер (PP, PE) бетаралық байланысты жақсарту үшін беті модификацияланған металл гидроксидтерін немесе микрокапсулирленген жалынға қарсы заттарды қолдану үшін қолайлы.
Жылулық тұрақтылық негізгі техникалық көрсеткіш болып табылады.Алюминий гидроксиді200 ℃ жоғары ыдырай бастайды, сондықтан 200 ℃-ден асатын инженерлік пластмассаларды өңдеуге жарамайды. Өңдеу температурасы 240-280 ℃ аралығындағы PBT және PA6 сияқты материалдар үшін жоғары термиялық тұрақтылығы бар фосфор негізіндегі жалынға қарсы заттар (мысалы, гипофосфаттар) немесе беті жабылған магний гидроксиді таңдалуы керек.
Мөлдір өнімдер (мысалы, ДК, PMMA) сыну көрсеткіші сәйкес келетін жалынға қарсы заттарды таңдауы керек. Органикалық силиконды жалынға қарсы заттар мөлдірлікке салыстырмалы түрде аз әсер етеді, ал металл гидроксидтері қатты атомизацияны тудыруы мүмкін. Бөлшектердің өлшемін бақылау өте маңызды және субмикрон деңгейіндегі жалынға төзімді дисперсиялар жарықтың шашырауын барынша азайтады.
Оттегінің шекті индексі (LOI) және конусты калориметрия сынағы бағалаудың негізгі әдістері болып табылады. LOI мәні неғұрлым жоғары болса, материалдың ауада жануы соғұрлым қиын болады (әдетте >28% отқа төзімді болып саналады). Конусты калориметр нақты өрт сценарийлеріндегі өнімділікті ғылыми түрде көрсететін ең жоғары жылу шығару жылдамдығы (pHRR) және жалпы жылу шығару жылдамдығы (THR) сияқты кинетикалық параметрлерді ала алады.
Жалынға қарсы заттарды қосу механикалық қасиеттерге сөзсіз әсер етеді. Силанды біріктіру агенттері және титан қышқылының эфирін өңдеу сияқты бетті модификациялау әдістері фазааралық байланысты жақсарта алады; Бөлшек өлшемін оңтайландыру (1-5 μ м оңтайлы) және морфологияны бақылау (парақ тәрізді магний гидроксиді текшеден жоғары) кернеудің шоғырлану нүктелерін азайтуы мүмкін. Жалынға қарсы заттардың, қатайтатын агенттердің және майлау материалдарының арақатынасын оңтайландыру үшін Тагучи әдісі сияқты тәжірибелік конструкцияларды пайдалануды ұсыныңыз.
Ылғалды қыздыру (85 ℃/85% RH) және ультракүлгін қартаюдан кейін жалынға төзімділіктің сақталуы практикалық қолданудың кілті болып табылады. Кейбір фосфат эфирінің жалынға төзімділігі гидролиз қаупін тудырады және төзімділікті арттыру үшін микрокапсуляцияны немесе молекулалық құрылымды өзгертуді (хош иісті сақиналарды енгізу) қажет етеді.
Қабатты қосарланған гидроксидтер (LDH), монтмориллонит және басқа наноматериалдар 3-5% мөлшерінде қосқанда жылу бөлу жылдамдығын айтарлықтай төмендете алады және механикалық қасиеттерге аз әсер етеді, бірақ дисперсия мәселесін шешу қажет. Көміртекті нанотүтіктер/графен үш өлшемді желілік көміртекті қабат құра алады, бұл тиімді түтінді басудың және жалынға төзімділіктің жаңа бағыты болып табылады.
Фитин қышқылы, крахмал және лигнин сияқты биомассадан алынған жалынға қарсы заттар бірте-бірте практикалық бола бастады. Бұл материалдарда көміртектің жоғары мөлшері, жақсы карбонизациялық қасиеттері бар және айналмалы экономика тұжырымдамасына сәйкес келеді. Тиімділікті әлі де жақсарту қажет болса да, олар өте жоғары экологиялық талаптары бар салаларда қолданыла бастады.
Материалды имитациялау технологиясының дамуымен (молекулярлық динамика, машиналық оқытуды болжау) жалынға қарсы құралдарды таңдау эмпирикалық сынақ пен қателіктен ұтымды дизайнға ауысады. Болашақта жоғары тиімділікті, төмен уыттылықты және бірнеше функцияларды (түтін шығару, тамшылатуға қарсы және жақсарту) біріктіретін интеллектуалды жалынға қарсы жүйелер ғылыми-зерттеу және әзірлеу фокусына айналады және материалдар, жалынға қарсы заттар және процестер арасындағы өзара әрекеттесуді терең түсіну әрқашан ең жақсы таңдау жасаудың технологиялық негізі болады.
