ट्रायज़ीन-आधारित यौगिक और हैलोजन-मुक्त इंट्यूसेंट ज्वाला मंदक प्रणालियों में उनका अनुप्रयोग
ट्रायज़ीन नाइट्रोजन युक्त कार्बनिक यौगिकों का एक वर्ग है, जिसमें निम्नलिखित तीन समावयवी शामिल हैं: 1,3,5-ट्रायज़ीन, 1,2,4-ट्रायज़ीन और 1,2,3-ट्रायज़ीन। इनमें से, 1,3,5-ट्रायज़ीन सबसे आम है। मेलामाइन और मेलामाइन सियानुरेट जैसे यौगिक ट्रायज़ीन-आधारित यौगिकों की श्रेणी में आते हैं। ज्वाला मंदता में ट्रायज़ीन-आधारित यौगिकों की प्रभावशीलता ने बाजार में मान्यता प्राप्त की है और हाल के वर्षों में एक प्रमुख शोध फोकस बन गया है।
ट्रायज़ीन-आधारित यौगिक तृतीयक कार्बन संरचनाओं से भरपूर होते हैं, जो उत्कृष्ट चार-निर्माण गुण प्रदान करते हैं। वे रासायनिक रूप से स्थिर होते हैं, जो केवल सांद्रित सल्फ्यूरिक एसिड में 150 डिग्री सेल्सियस से ऊपर गर्म होने पर विघटित होते हैं। कई ओलिगोमर और पॉलिमर के लिए प्रीपॉलीमर के रूप में कार्य करते हुए, उन्हें अपेक्षाकृत उच्च आणविक भार वाले यौगिकों में आसानी से संश्लेषित किया जा सकता है, जो मैक्रोमोलेक्यूलर ज्वाला मंदक प्रौद्योगिकी के विकास की प्रवृत्ति के अनुरूप है।
ट्रायज़ीन-आधारित ज्वाला मंदकों में मेलामाइन (MEL) और इसके लवण, मेलामाइन सियानुरेट (MCA) और इसके व्युत्पन्न, साथ ही सियानुरिक एसिड और इसके व्युत्पन्न शामिल हैं। यह लेख नए ट्रायज़ीन-आधारित यौगिकों और हैलोजन-मुक्त इंट्यूसेंट ज्वाला मंदक (IFR) प्रणालियों में उनके अनुप्रयोग पर केंद्रित है।
मैट्रिक्स के रूप में साइक्लोएल्केन तेल-संशोधित SEBS और पॉलीप्रोपाइलीन (O-SEBS/PP) का उपयोग करते हुए, O-SEBS/PP प्रणाली को ज्वाला मंद करने के लिए एक ट्रायज़ीन-आधारित चार-निर्माण फोमिंग एजेंट (CFA), अमोनियम पॉलीफॉस्फेट (APP), और SiO₂ को मिलाकर एक इंट्यूसेंट ज्वाला मंदक तैयार किया गया था। IFR प्रणाली अकेले O-SEBS/PP सामग्री की ज्वाला मंदता को संबोधित करने के लिए अपर्याप्त थी। 35 wt% IFR मिलाने वाली O-SEBS/PP/IFR प्रणाली ने केवल UL94 V-1 रेटिंग (1.6mm मोटाई) प्राप्त की। जब O-SEBS/PP को ज्वाला मंद करने के लिए IFR को एल्यूमीनियम हाइपोफॉस्फाइट (AHP) के साथ 8:1 के द्रव्यमान अनुपात में मिलाया गया, तो 28 wt% और 1.6mm मोटाई की कुल योजक सामग्री वाली O-SEBS/PP/FR सामग्री ने UL94 V-0 रेटिंग प्राप्त की। पीक हीट रिलीज रेट (PHRR) और कुल हीट रिलीज (THR) जैसे पैरामीटर काफी कम हो गए।
परिणाम बताते हैं कि O-SEBS/PP कंपोजिट स्वाभाविक रूप से ज्वाला मंदक के लिए कठिन हैं, और IFR अकेले इस प्रणाली के लिए कम दक्षता प्रदर्शित करता है।
इस प्रणाली में IFR की ज्वाला मंदक दक्षता में सुधार करने के लिए, एल्यूमीनियम हाइपोफॉस्फाइट (AHP) पेश किया गया था। ज्वाला मंदक O-SEBS/PP कंपोजिट में लगभग 69% मैट्रिक्स राल था, जिसमें 46% SEBS (50% तेल विस्तार के साथ) और 23% PP शामिल थे। कुल ज्वाला मंदक योजक (IFR + AHP) सामग्री 30% थी। इसके भीतर, CFA से APP का द्रव्यमान अनुपात 1:4 पर बनाए रखा गया था, SiO₂ का योग IFR द्रव्यमान का 5% था, और शेष में AHP और IFR के विभिन्न द्रव्यमान अनुपात शामिल थे। एंटीऑक्सीडेंट 1010 और जिंक स्टीयरेट प्रत्येक को 0.5% पर जोड़ा गया।
विभिन्न AHP:IFR द्रव्यमान अनुपातों वाले O-SEBS/PP कंपोजिट के ज्वाला मंदक प्रदर्शन पर डेटा से पता चलता है कि जैसे-जैसे IFR का अनुपात बढ़ता है, सामग्री का सीमित ऑक्सीजन इंडेक्स (LOI) पहले बढ़ता है और फिर घटता है। सभी फॉर्मूलेशन ने UL94 V-0 रेटिंग (1.6mm) पास की। जब AHP से IFR का द्रव्यमान अनुपात 1:8 था, तो कंपोजिट ने 34.8% का उच्चतम LOI मान और 1.5 सेकंड का ऊर्ध्वाधर जलने का समय प्राप्त किया, जो इसे AHP और IFR के बीच इष्टतम अनुपात दर्शाता है।