पीई के लिए फ्लेम रिटार्डेंसी पीपी की तुलना में अधिक कठिन क्यों है?

पीई के लिए पीपी की तुलना में लौ retardance अधिक कठिन क्यों है?

कई लोगों का मानना है कि लौ retardant एक सरल मामला है, या कि एक ही लौ retardant समान polyolefin substrates के लिए इस्तेमाल किया जा सकता है।लौ retardance हम कल्पना से कहीं अधिक जटिल हैआज, हम एक क्लासिक पहेली का पता लगाएंगेः पीई की तुलना में पीपी की तुलना में पीई की लौ retardant अधिक कठिन क्यों है?और पीई में इंट्यूमेसेंट लौ retardants का भार पीपी की तुलना में हमेशा अधिक क्यों होता है??

इसका उत्तर उनके समान प्रतीत होने वाले, लेकिन मूल रूप से भिन्न, आणविक श्रृंखला संरचनाओं में निहित है।

I. प्रतीत होता है "करीबी भाई", वास्तव में "विभिन्न परिवार"

रासायनिक रूप से बोलते हुए, पॉलीएथिलीन (पीई) और पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी) दोनों पॉलीओलेफिन परिवार से संबंधित हैं, जो केवल कार्बन और हाइड्रोजन से बना है।उनके आणविक श्रृंखलाओं की व्यवस्था आग में उनके बहुत अलग "व्यक्तित्व" निर्धारित करती है.

1.1 पॉलीएथिलीन (पीई):इसकी संरचना सबसे सरल लंबी कार्बन-हाइड्रोजन श्रृंखला है, जिसमें अनगिनत पुनरावर्ती मेथिलीन इकाइयां (-CH2-) शामिल हैं। यह संरचना अत्यंत नियमित है, और आणविक श्रृंखलाएं लचीली हैं,एक कसकर पैक "चमकी" की तरह. "
1.2 पॉलीप्रोपाइलीन (पीपी):इसकी कार्बन श्रृंखला में प्रत्येक अन्य कार्बन परमाणु पर एक मिथाइल साइड ग्रुप (-CH3) लटकता है। इस मिथाइल समूह की उपस्थिति पीपी आणविक श्रृंखला के साथ कई तृतीयक कार्बन परमाणुओं को पेश करती है।

यह छोटा मिथाइल साइड ग्रुप लौ retardance की कठिनाई में विभाजन रेखा को चिह्नित करता है।

II. थर्मल अपघटन में "समय अंतर": पीपी का "सहायता" बनाम पीई का "सोलो अधिनियम"

विशेष रूप से वर्तमान मुख्यधारा के इंट्यूमेसेंट फ्लेम रिटार्डेंट्स (IFR) के लिए, मूल सिद्धांत में निहित हैतालमेल: जब प्लास्टिक विघटित होने लगता है, तो लौ retardant को भी एक साथ विघटित होना पड़ता है। दोनों मिलकर एक छिद्रित कोयले की परत बनाते हैं जो ऑक्सीजन और गर्मी से अछूता है।

2.1 असंगत प्रारंभ तापमान

• पीपी का "सहायता":तृतीयक कार्बन परमाणुओं की उपस्थिति के कारण, उनके साथ जुड़े हाइड्रोजन परमाणु (तृतीयक हाइड्रोजन) गर्म होने पर अत्यधिक अस्थिर होते हैं और आसानी से दूर हो जाते हैं।इससे पीपी में अपेक्षाकृत कम थर्मल अपघटन प्रारंभ तापमान होता है, आम तौर पर के आसपास गिरावट शुरू250°Cसंयोग से, यह अधिकांश आईएफआर प्रणालियों (जैसे एपीपी/पीईआर) के सक्रियण तापमान के साथ पूरी तरह से संरेखित होता है। उदाहरण के लिए, एपीपी भी 250-260 डिग्री सेल्सियस की सीमा में विघटित होता है।यह पीपी के अपघटन तापमान के साथ एक आदर्श मैच बनाता हैजब पीपी पिघलने लगता है और "आग को खिलाने" के बारे में है, तो लौ retardant भी काम करना शुरू कर देता है मुक्त कणों को पकड़ने और कार्बन के गठन को बढ़ावा देने के लिए। दोनों एक साथ काम करते हैं।यही कारण है कि यहां तक कि V-2 रेटेड लौ retardant (1-2%) की एक छोटी मात्रा पीपी के दहन संतुलन को बाधित कर सकते हैं और लौ से हटाने पर स्व-बध प्राप्त कर सकते हैं.
• पीई का "सोलो एक्ट":पीई में अस्थिर तृतीयक हाइड्रोजन के बिना बहुत स्थिर संरचना होती है। इसके थर्मल अपघटन का आरंभिक तापमान330°C या उससे अधिकइसका अर्थ यह है कि जब आप पीई को प्रज्वलित करते हैं, तो लौ retardant अभी भी "निद्रा में" हो सकता है जबकि पीई पहले से ही जोरदार रूप से विघटित हो रहा है, बड़ी मात्रा में ज्वलनशील गैसों को जारी कर रहा है।जब तक लौ retardant अंत में कार्य करना शुरू कर देता हैयह "समय विलंब" पीई में लौ retardant के कम भार को लगभग पूरी तरह से अप्रभावी बनाता है।

2.2 चार्निंग प्रवृत्ति में दुनिया अलग

• कोयला बनाने की क्षमता:इसकी शाखागत संरचना के कारण, पीपी में दहन के दौरान चक्र या क्रॉस-लिंकिंग की ओर एक मामूली प्रवृत्ति है (हालांकि कमजोर),एक intumescent कार्ब परत के गठन के लिए एक न्यूनतम "स्केलेटन" आधार प्रदान.
• पीई का खतरा:उच्च तापमान पर, पीई लगभग विशेष रूप से यादृच्छिक श्रृंखला विखंडन से गुजरता है। इसके अपघटन उत्पाद लगभग पूरी तरह से लुप्तप्राय ओलेफिन और अल्कान होते हैं। यह पूरी तरह से और स्वच्छ रूप से जलने की प्रवृत्ति रखता है,वस्तुतः कोई अवशेष नहीं छोड़ता है. एक सामग्री को मजबूर करने की कठिनाई जो एक घनी, इंट्यूमेसेंट परत बनाने के लिए "चार्ज नहीं करना चाहता" अच्छा नहीं है। स्वाभाविक रूप से इसे अधिक चार्निंग एजेंट और उत्प्रेरक की आवश्यकता होती है। इसलिए,पारंपरिक लौ retardants उच्च भार पर निर्भर करना होगा, अपने स्वयं के अम्ल स्रोत और कार्बन स्रोत का उपयोग करके कार्बनिंग लक्ष्य को प्राप्त करने के लिए।

III. दहन की गर्मी का "ब्रूट फोर्स आउटपुट"

रासायनिक प्रतिक्रियाओं में मतभेदों के अलावा, उनके भौतिक दहन गुणों में भी उल्लेखनीय अंतर हैं।

• पीई के लिए दहन की गर्मी (लगभग45.9 MJ/kg) पीपी (लगभग.440.0 एमजे/किलो) ।
• यद्यपि अंतर बहुत बड़ा नहीं है, पीई निरंतर दहन के दौरान अधिक प्रतिक्रिया गर्मी जारी करता है।यह आवश्यकता है कि लौ retardant प्रणाली मजबूत इन्सुलेट गुणों को रोकने के लिए गर्मी से पोलीमर को वापस फ़ीड और अधिक ज्वलनशील गैसों का उत्पादन करने से हैइससे निस्संदेह पीई में उच्च लौ retardant लोड की आवश्यकता के लिए सीधे नेतृत्व करने वाले intumescent कोयला परत की मोटाई और गुणवत्ता पर अधिक आवश्यकताएं लागू होती हैं।

IV. पिघलने का "फ्लोवेबिलिटी ट्रैप"

यह एक ऐसा कारक है जिसे अक्सर अनदेखा किया जाता है, लेकिन यह V-2 रेटेड लौ retardance में महत्वपूर्ण है।

4.1 पीपी का "ड्रिपिंग इफेक्ट":वी-2 रेटिंग का मुख्य तंत्र "पिघलती बूंदें" है जो दहन क्षेत्र से गर्मी ले जाती हैं। पीपी में दहन के दौरान मध्यम पिघलती चिपचिपाहट होती है,जिससे यह तेजी से टपकने वाली बूंदें बनाने में सक्षम हो जाती है जो मुख्य सामग्री से लौ की गर्मी को दूर ले जाती हैं.
4.2 पीई की "फ्लोइंग फायर":पीई में पिघलने की ताकत और भी कम होती है और तरलता भी अधिक होती है। हालांकि, इसकी दहन दर तेज होती है, और जब जलते पिघलते पानी की बूंदें गिरती हैं, तो यह अक्सर साफ नहीं गिरती हैं, लेकिन आग में रहते हुए नीचे की ओर बहती हैं।यह आसानी से ऊर्ध्वाधर परीक्षणों में नीचे कपास ऊन जल सकता है, या क्षैतिज जलने के परीक्षणों में "प्रवाहित आग" बनाते हैं, वास्तव में लौ के प्रसार में तेजी लाते हैं। यह पीई के लिए पूरी तरह से अप्रभावी बना देता है।

V. निष्कर्ष

प्रारंभिक प्रश्न पर लौटते हुए: पीपी और पीई में एक ही लौ retardant का प्रदर्शन इतना अलग क्यों है?

मूल कारण उस एकल मिथाइल साइड ग्रुप द्वारा शुरू श्रृंखला प्रतिक्रिया में निहित है। यह पीपी एककम अपघटन तापमान, इसे लौ retardant के साथ सिंक्रनाइज़; यह PP एकथोड़ी सी चबाने की प्रवृत्ति; और यह PP को एकअधिक उपयुक्त पिघलने चिपचिपाहटलाभकारी टपकने के लिए।

पीई, दूसरी ओर, एक पूरी तरह से संरचित सीधी श्रृंखला वाले हाइड्रोकार्बन के रूप में, में हैस्थिरता और उच्च गर्मी रिलीज़. यह बताता है कि इसके लिए एक"भारी, मजबूत"लौ retardant संशोधन।यह बताता है कि पीई में पीपी की तुलना में इंट्यूमेसेंट लौ retardant लोड हमेशा अधिक क्यों होता है क्योंकि हमें 350 डिग्री सेल्सियस पर अधिक तीव्रता से शुरू होने वाली आग से लड़ने के लिए अधिक "फायर फाइटर" की आवश्यकता होती है।.

लौ retardance कभी भी एक सरल भौतिक मिश्रण प्रक्रिया नहीं है; यह एक परिष्कृत खेल हैआणविक संरचना के आधार पर बारीक समायोजनइस बात को समझना उन "अत्यधिक" अतिरिक्त भारों के लिए अधिक वैज्ञानिक दृष्टिकोण ला सकता है।