ترکیبات مبتنی بر تریازین و کاربرد آنها در سیستمهای بازدارنده شعله متورمشونده عاری از هالوژن
تریازینها دستهای از ترکیبات آلی حاوی نیتروژن هستند که شامل سه ایزومر زیر میشوند: 1،3،5-تریازین، 1،2،4-تریازین و 1،2،3-تریازین. در این میان، 1،3،5-تریازین رایجترین است. ترکیباتی مانند ملامین و سیانورات ملامین در دسته ترکیبات مبتنی بر تریازین قرار میگیرند. اثربخشی ترکیبات مبتنی بر تریازین در بازدارندگی شعله، مورد توجه بازار قرار گرفته و در سالهای اخیر به یک کانون تحقیقاتی کلیدی تبدیل شده است.
ترکیبات مبتنی بر تریازین سرشار از ساختارهای کربن سوم هستند و خواص عالی تشکیل زغال را ارائه میدهند. آنها از نظر شیمیایی پایدار هستند و تنها زمانی تجزیه میشوند که در اسید سولفوریک غلیظ در دمای بالای 150 درجه سانتیگراد حرارت داده شوند. آنها به عنوان پیشبسپار برای بسیاری از الیگومرها و پلیمرها عمل میکنند و میتوانند به راحتی به ترکیباتی با وزن مولکولی نسبتاً بالا سنتز شوند، که با روند توسعه فناوری بازدارنده شعله ماکرومولکولی همسو است.
بازدارندههای شعله مبتنی بر تریازین شامل ملامین (MEL) و نمکهای آن، سیانورات ملامین (MCA) و مشتقات آن، و همچنین اسید سیانوریک و مشتقات آن هستند. این مقاله بر ترکیبات جدید مبتنی بر تریازین و کاربرد آنها در سیستمهای بازدارنده شعله متورمشونده (IFR) عاری از هالوژن تمرکز دارد.
با استفاده از ترکیبی از SEBS اصلاح شده با روغن سیکلوآلکان و پلی پروپیلن (O-SEBS/PP) به عنوان ماتریس، یک بازدارنده شعله متورمشونده با ترکیب یک عامل کفساز تشکیلدهنده زغال مبتنی بر تریازین (CFA)، پلی فسفات آمونیوم (APP) و SiO₂ برای بازدارندگی شعله سیستم O-SEBS/PP فرموله شد. سیستم IFR به تنهایی برای رسیدگی به بازدارندگی شعله مواد O-SEBS/PP کافی نبود. یک سیستم O-SEBS/PP/IFR با افزودن 35 درصد وزنی IFR تنها به رتبه UL94 V-1 (ضخامت 1.6 میلیمتر) دست یافت. هنگامی که IFR با هیپوفسفیت آلومینیوم (AHP) با نسبت جرمی 8:1 برای بازدارندگی شعله O-SEBS/PP ترکیب شد، ماده O-SEBS/PP/FR با محتوای کل افزودنی 28 درصد وزنی و ضخامت 1.6 میلیمتر به رتبه UL94 V-0 دست یافت. پارامترهایی مانند نرخ آزاد شدن حرارت اوج (PHRR) و کل آزاد شدن حرارت (THR) به طور قابل توجهی کاهش یافت.
نتایج نشان میدهد که کامپوزیتهای O-SEBS/PP ذاتاً در برابر شعله مقاوم هستند و IFR به تنهایی راندمان پایینی برای این سیستم نشان میدهد.
برای بهبود راندمان بازدارندگی شعله IFR در این سیستم، هیپوفسفیت آلومینیوم (AHP) معرفی شد. کامپوزیت O-SEBS/PP بازدارنده شعله حاوی تقریباً 69٪ رزین ماتریس بود که شامل 46٪ SEBS (با 50٪ توسعه روغن) و 23٪ PP بود. کل محتوای افزودنی بازدارنده شعله (IFR + AHP) 30٪ بود. در این میان، نسبت جرمی CFA به APP در 1:4 حفظ شد، افزودن SiO₂ 5٪ از جرم IFR بود و بقیه شامل نسبتهای جرمی مختلف AHP و IFR بود. آنتیاکسیدان 1010 و استئارات روی هر کدام به میزان 0.5٪ اضافه شدند.
دادههای مربوط به عملکرد بازدارندگی شعله کامپوزیتهای O-SEBS/PP با نسبتهای جرمی مختلف AHP:IFR نشان میدهد که با افزایش نسبت IFR، شاخص اکسیژن محدودکننده (LOI) ماده ابتدا افزایش مییابد و سپس کاهش مییابد. تمام فرمولها رتبه UL94 V-0 (1.6 میلیمتر) را پاس کردند. هنگامی که نسبت جرمی AHP به IFR 1:8 بود، کامپوزیت به بالاترین مقدار LOI 34.8٪ و زمان سوختن عمودی 1.5 ثانیه دست یافت که این نشاندهنده این است که این نسبت بهینه بین AHP و IFR است.