Alev Terbiyecisi
Bir elektronik cihaz kullandıktan sonra alev geciktiricilerin içindeki katkıları düşünmek için biraz zaman ayırın. Bu maddeler, cihazın gövdesi ve güç kablosu gibi şık polimer bileşenlerine gömülen, yangını bastırmak için tasarlanmış kimyasallardır. Kısa devre, aşırı ısınma veya polimerleri tutuşturmakla tehdit eden başka bir olay varsa, bu katkı maddeleri yanmaya karşı koyacaktır.
Alev geciktiriciler yeni değildir. Eski Mısırlılar, odunu, yanma oranını yavaşlatmak için bir alüminyum hidroksit tuzu ile doyururlardı. Alüminyum hidroksit ve magnezyum hidroksit gibi inorganik alev geciktiriciler, bu güne kadar kullanılmıştır. Daha yeni olan buluşlar ise brom bazlı ve fosfor bazlı bileşiklerdir.
Alev geciktiricileri araştıran Max-Planck Enstitüsü’nden Polimer araştırmacı Frederik Wurm, alev geciktiricilerin kimyasal çeşitliğini vurgulamaktadır.
“Her plastik matris için farklı bir alev geciktiriciye ihtiyacınız vardır, çünkü alev geciktiricinin özelliklerini, yerleştirdiğiniz polimer matrise göre ayarlamanız gerekir” diyor.
Küçük boyutları ve karmaşık şekilleri nedeniyle, konektörler, anahtarlar ve ilgili yapıların üretimi en zorlu elektrik bileşenlerinden bazıları, diyor, Antwerp, Belçika Lanxess polimer katkı maddeleri yöneticisi Patrick Jacobs. Sonuç olarak, bu bileşenler genellikle poliamid veya polyester termoplastiklerinden yapılır. Bu plastiklerin imalatı sırasında tel haline getirilmesi için gereken sıcaklıklar, bir metal hidroksit alev geciktiricisini hızla parçalayacaktır. Jacobs, bu uygulama için, bazıları neredeyse 400 ° C’ye kadar stabil olan polimerik bromlu alev geciktiricilerin tipik olarak bu uygulama için kullanıldığını açıklıyor.
Kuzey Amerika’da Lanxess’te polimer katkı maddeleri teknolojisinin yöneticisi David Sikora, bir dizi küçük moleküllü, bromlu alev geciktiricilerin kısa bir süre önce piyasadan uzaklaştırılmasının ardından, çeşitli alternatifler popülerlik kazanıyor. Örneğin, polimerik alev geciktiriciler, daha yüksek moleküler ağırlıklarından ötürü, küçük moleküllerden çok daha güvenli bir şekilde polimer matrisine sabitlenmektedir. Halojensiz alternatifler için artan tüketici talebi de var. Sikora, “Nonhalojen alev geciktiricilere bakan önemli bir Ar-Ge programımız var” diyor. Ekip, bromlu alev geciktiricilerin performansına uyan veya hatta üstün gelen fosfor bazlı bileşikler üzerinde çalışıyor. Wurm ve ekibi ayrıca fosfor bazlı alev geciktiriciler üzerinde çalışarak, yararlı ömürlerinin sonunda doğal olarak bozulacak bileşiklere odaklanıyorlar.
Sikora, diğer önemli trendin, reaktif alev geciktiricilerde olduğunu söylemekte. Bu bileşikler, başlangıç polimerizasyon reaksiyonu sırasında monomer olarak eklenir ve polimer matrisinin omurgasına dahil edilir. Polimer matrikse kovalent olarak bağlanan bileşik, çevreye kaçamaz. Elektronik cihazlar alanında, reaktif alev geciktirici tetrabromobisfenol A, basılı tel devre kartlarında kullanılan epoksi polimer kaplamaya dahil edilebilir. Sikora, “Mevcut küçük moleküllü halojen ürünlerimizi geliştirmeye devam ederken, inovasyona yönelik stratejik odağımız nonhalojen, polimerik ve reaktif alev geciktiricilerdir” diyor.
Alev Geciktirici Yangınları Nasıl Durdurur
Harici gövdede bulunan polimerler ve elektronik cihazların dahili bileşenleri, potansiyel olarak yanıcı maddelerdir, çünkü bunlar hidrokarbon bazlıdır. Üretim sırasında polimere katılan alev geciktiriciler, bir yangının meydana gelmesi durumunda yanma sürecini önemli ölçüde yavaşlatır ve insanlara yangını söndürmek veya yangından kaçmak için zaman verir.
Yanma bir gaz fazı işlemidir. Elektrik arızası gibi bir ısı kaynağı, uçucu molekülleri ayrışana ve serbest bırakmaya başlayana kadar polimeri ısıtır. Bu moleküller yakıt olarak işlev görürler ve ısı oluşumunu arttırmak suretiyle oksijenle reaksiyona girerler. Reaksiyon, serbest radikal devresi içerir.
Alev geciktiriciler yanma işleminde bir veya daha fazla adımı durdurur. Bunlar tipik olarak metal hidroksitler veya brom veya fosfor bazlı malzemelerdir. Metal hidroksitler, su açığa çıkarmak için endotermik bozulma ile ısı enerjisini emer ve bu da bir başka soğutma etkisi sağlar. Brom, etkili bir serbest radikal süpürücüdür. Yanma radikal zincir mekanizmasının temel bileşenleri olan yüksek enerjili hidroksil ve hidrojen radikallerini yakalar. Bazı fosfor bazlı alev geciktiriciler de bu radikalleri temizler. Fosfor bazlı alev geciktiricilerin birincil etkisi, uçucu moleküllerin salınmasını azaltan ve yanmayı yavaşlatan katı bir karbonlu kömür üretmek, polimerin çapraz bağlanmasını ve karbonizasyonunu sağlamaktır.
Kaynak : acs.org
