پس از معرفی مکانیسم های عملکرد افزودنی های Flame Retardant و اهمیت استفاده از آن ها در کاربردهای حساس و در معرض حرارت و شعله در قسمت قبلی (دنیای پلاستیک های مقاوم در برابر شعله )، در این بخش ماهیت شیمیایی این افزودنی ها معرفی خواهد شد.
مهمترین افزودنی های Flame Retardant مورد استفاده در پلاستیک ها، عبارتند از:
- افزودنی پایه هالوژن که خود شامل گروه های برومینه و کرومینه هستند،
- افزودنی های پایه فسفور
- ملامین ها
- هیدروکسیدهای فلزی
- افزودنی های پایه سیلیکون
- افزودنی های پایه فسفیت
اثربخش ترین گروه را می توان انواع هالوژنه دانست. این گروه خواص مکانیکی قطعه تولید شده را تحت تاثیر قرار نداده و به واسطه حضور عناصر هالوژن عملکرد خوبی نیز در مهار شعله و آتش از خود نشان می دهند. هر چند این گروه به دلیل تولید گازهای سمی در حین اشتعال با محدودیت هایی در برخی کاربردها روبرو شده اند. انواع ترکیبات پایه بروم و کلر، مانند پارافین های کلره و آلکیل فسفات هالوژن ها در این گروه قرار دارند. این گروه پایداری حرارتی بالایی دارند، میزان تولید گاز و دود کمی داشته و از نظر میزان مصرف و قیمت نهایی نیز به صرفه هستند. این خانواده در رزین و ترموپلاستیک ها مورد استفاده قرار می گیرند.
فسفات و فسفونیت ها در ترموپلاستیک های مهندسی نتایج خوبی را در افزایش مقاومت به شعله ایجاد می کنند و همچنین اثر سوئی نیز بر خواص ترموپلاستیک پایه نخواهند گذاشت. این گروه در ساختارهای فومی نیز قابلیت استفاده دارند و در مواردی که نیاز به کاهش قیمت نهایی نیز باشد، با ترکیبات هالوژنه ترکیب می شوند. آلوتروپ خاصی از فسفور، موسوم به فسفور قرمز نیز پایداری حرارتی بینظیری دارد و برای ترموپلاستیک هایی که دمای فرایندی بالا، مانند 300 °C نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد.
اما ملامین ها عضو جدیدتر خانواده Flame Retardant ها هستند که نرخ رشد بالایی نیز دارند. این گروه قیمت بسیار به صرفه در کنار درجه پایین سمیت گازها و میزان دود تولیدی را دارند و به صورت ملامین خالص، ملام ها یا مشتقات آن مانند اسیدهایی چون بوریک اسید استفاده می شوند. ملامین ها انواع مکانیسم های شیمیایی و فیزیکی ایجاد خاصیت مقاوم در برابر شعله را دارند و در انواع ترموپلاستیک ها و رزین ها مورد استفاده قرار می گیرند.
اما از آنجاییکه محدودیت های بسیاری برای استفاده از خانواده Flame Retardant های هالوژنه وضع شد، گروه هیدروکسیدهای فلزی به سرعت توانستند سهم مصرف بالایی را در این حوزه تجربه کنند. از جمله مهمترین انواع تجاری شده این خانواده می توان به آلومینیوم تری هیدروکساید و منیزیم دی هیدروکساید اشاره کرد. هیدروکسیدها در پلی الفین و PVC سابقه مصرف دارند و یکی از معایب آن ها درصد مصرف بالا و تحت تاثیر قرار دادن خواص مکانیکی محصول نهایی است.
گروه آخر افزودنی های Flame Retardant مربوط به سیلیکون ها است. سیلیکون ها به خصوص در مقاوم سازی پوشش ها در برابر شعله اثرات مثبتی دارند. این گروه بهترین عملکرد را در پلاستیک هایی چون PS، PC و ABS دارند.
در بخش پایانی افزودنی های Flame Retardant در ارتباط با معیارهای مهم انتخاب افزودنی مناسب برای کاربری های مختلف صحبت خواهیم کرد.
