امروزه، تاخیر در شعله بدون استفاده از مواد هالوژن دار در فوم پلی یورتان ریجید (RPU ) بدون بدتر شدن عملکرد ذاتی آن هنوز یک چالش بزرگ است. در اینجا، یک استراتژی بازدارنده شعله سبز (SFR ) در فوم RPU پیشنهاد شده است. به طور دقیق، یک پوشش جدید خود خاموش شونده بدون هالوژن با قابلیت پخت با اشعه ماوراء بنفش ایجاد شده و سپس روی سطح RPU ترکیب شد و یک سیستم فوم RPU ضد شعله سطحی (SFR-RPU ) به دست آورد. فوم های SFR-RPU در ضخامت پوشش ۲۵ میکرومتر، بازدارندگی شعله بسیار کارآمدی از خود نشان داده که رفتار خود خاموش شوندگی سریعی را ایجاد می کند. یک لایه زغال سنگ متخلخل فشرده که به عنوان یک مانع خوب عمل می کند، می تواند به سرعت بر روی سطح SFR-RPU تشکیل شود.. علاوه بر این، در مقایسه با RPU خالص، استحکام فشاری فومهای SFR-RPU افزایش یافته و خاصیت عایق حرارتی کاملاً حفظ میشود.
پلی یورتان به دلیل خواص عالی و محصولات متنوع از جمله پلاستیک، چسب، پوشش، الیاف و غیره یکی از پرکاربردترین و امیدوارکننده ترین پلیمرها می باشد. در میان آن ها، فوم پلی یورتان ریجید (RPU ) یک ماده عایق سبز شناخته شده است که دارای رسانایی حرارتی بسیار کم، ضد خوردگی، مقاوم در برابر رطوبت، وزن سبک، بدون انتشار گازهای مضر و خواص مکانیکی برجسته است. در دهه های گذشته، با تمرکز بر حفظ انرژی و مسائل حفاظت از محیط زیست، RPU به طور گسترده در زمینه ساختمان مورد استفاده قرار گرفته است. با این حال، اشتعال پذیری بالای ذاتی آن هنوز یک مشکل چالش برانگیز است. فوم RPU به راحتی مشتعل شده و با توجه به سطح وسیع و ظرفیت اکسیژن خوب ناشی از ساختار سلولی ذاتی آن، به سرعت می سوزد. در آتش سوزی ها، فوم RPU لزوماً نقطه اولیه احتراق نیست، بلکه عامل اصلی گسترش شعله است. در حین احتراق، فوم RPU از طریق انتشار سریع گرما گسترش آتش را تشدید کرده و در عین حال گرما و گازهای سمی زیادی را آزاد می کند که برای سلامتی افراد خطرناک است. بنابراین، تولید فوم RPU خود خاموش شونده ایمن و سازگار با محیط زیست ضروری است.
به طور سنتی، تولید کنندگان فوم RPU از ترکیبات آلی هالوژنه برای افزایش مقاومت در برابر شعله استفاده می کنند. اگرچه بازدارنده های شعله هالوژنه (FRs ) در سرکوب اشتعال پذیری بسیار موثر هستند، اثرات نامطلوب زیست محیطی و بهداشتی آن ها منجر به محدودیت های قانونی در استفاده از آن ها از سال ۲۰۰۴ شد. از آن زمان به بعد، بازدارنده های شعله بدون هالوژن با کارآمدی زیست محیطی به یک نکته برجسته تبدیل شده اند. به طور کلی، دو استراتژی متداول ضد شعله در افزایش خاصیت مقاومت در برابر آتش فوم RPU استفاده می شود که عمدتاً بر روی استفاده از FR های نوع افزودنی و FR های نوع واکنشی تمرکز دارد. روش اول قدیمیترین و رایجترین رویکرد است که از طریق ترکیب مستقیم FRهای نوع افزودنی (مانند FRهای فسفر-نیتروژن، گرافیت منبسط شونده (EG )و غیره) در ماتریس پلی یورتان ایجاد می شود. این رویکرد به فوم RPU عملکرد خودخاموش شوندگی مطلوبی می بخشد، اما محتوای نسبتاً بالای مواد افزودنی به طور اجتناب ناپذیری خواص ذاتی آن، به ویژه خواص مکانیکی را تضعیف می کند. علاوه بر این، سازگاری ضعیف و مهاجرت آسان FR ها از عیوب ذاتی محصول بوده که نمی توان آن ها را نادیده گرفت. از سوی دیگر، به لطف پراکندگی خوب و سازگاری بهتر FR های نوع واکنشی، معرفی FR های نوع واکنشی (به عنوان مثال، FR های مبتنی بر فسفر، نیتروژن و غیره) به زنجیره RPU از طریق واکنش های شیمیایی افزایش یافته است. متأسفانه، مقیاس پذیری عملی آن به دلیل چندین مشکل اساسی مانند راندمان نسبتاً کم بازدارنده شعله (دستیابی به ویژگی های خود خاموش شونده دشوار است)، فرآیند واکنش پیچیده و هزینه گران، که برای تولید مساحت های بزرگ مناسب نیستند، مانع می شود. این روشهای بالا همگی مبتنی بر اختلاط بازدارندههای شعله با پلیمر هستند که به آن استراتژی بازدارنده شعله حجیم (BFR ) میگویند.
به طور کلی، برای استراتژی BFR با استفاده از بازدارنده های شعله بدون هالوژن برای دستیابی به بازدارندگی شعله کارآمد با خاصیت خود خاموش شوندگی در حالی که عملکرد ذاتی فوم RPU را حفظ می کند، دشوار است. در سیستم BFR، تنها چند قسمت از FR های اعمال شده بر روی سطح برای کند کردن آتش در فوم بهبود یافته مقاوم در برابر شعله RPU کار می کنند. در بیشتر موارد، قسمت داخلی FR ها نقشی به عنوان سد ضد شعله بازی نمی کند، که به طور اجتناب ناپذیری راندمان ضد شعله را کاهش داده و خواص ذاتی فوم RPU را تضعیف می کند. بر این اساس، در حال حاضر تقاضای فوق العاده ای برای استراتژی SFR بسیار موثر و بی خطر برای محیط زیست برای فوم RPU وجود دارد. بازدارنده های شعله را می توان بر روی سطح فوم RPU متمرکز کرد، این نه تنها کارایی ضد شعله را برای دستیابی به بالاترین حفاظت به حداکثر رسانده، بلکه عملکرد ذاتی فوم RPU را نیز تغییر نمی دهد. بنابراین، عملیات پوشش سطحی یک راه حل بالقوه بوده که می تواند به فوم RPU عملکرد خود خاموش شوندگی خوبی داده و در عین حال مزایای ذاتی خود را حفظ کند. علاوه بر این، ساختار سلولی یک فوم RPU برای اعمال یک پوشش منسجم بر روی سطح آن بسیار مناسب است. اخیراً یک روش پوشش دهی کارآمد، سازگار با محیط زیست، در دسترس و قابل پخت با اشعه ماوراء بنفش ایجاد شده است. فن آوری UV-curing با موضوع طراحی مواد سبز مطابقت دارد.
در اینجا، ما یک استراتژی بازدارنده شعله سطح سبز را ایجاد کردیم که ترکیبی از سیستم ضد شعله بدون هالوژن و فناوری پخت UV برای ساخت فوم SFR-RPU است. برای دستیابی به این هدف، رزین پلی یورتان آکریلات (PUA)، یک ماده سازگار با محیط زیست سازگار با اشعه ماوراء بنفش، به دلیل سازگاری خوب با فوم RPU، عملکرد عالی در تشکیل فیلم و خواص مکانیکی، به عنوان یک عامل تشکیل دهنده غشاء یا چسب استفاده شده است. علاوه بر این، یک ضد شعله بدون هالوژن ( N-N بیس ۲- هیدروکسی اتیل آکریلات) آمینو متیل فسفونیک اسید دی اتیل استر (BHAAPE) ) سنتز شد. در همین حال، رزین آکریلات مبتنی بر ملامین (MAAR ) به عنوان یک عامل فوم زا برای ساخت یک سیستم مقاوم در برابر شعله استفاده شد. پوشش بدون هالوژن قابل پخت با اشعه ماوراء بنفش ایجاد شده و سپس روی سطح فوم RPU قرار گرفت تا سیستم فوم SFR-RPU ایجاد شود.
بدون دیدگاه