Cơ chế hoạt động của chất chống cháy là khá phức tạp, liên quan đến các yếu tố khác nhau, nhưng vai trò của chất chống cháy không còn gì hơn là đạt được mục tiêu cắt đứt chu kỳ đốt thông qua các con đường vật lý và hóa học. Vẫn còn nhiều khía cạnh không rõ ràng về cơ chế hành động của chất chống cháy, nhưng dựa trên các ý kiến đã được công bố cho đến nay, chúng có thể được tóm tắt thành các khía cạnh sau.
. Do đó, nếu sự phân hủy nhiệt của nhựa có thể được thực hiện nhanh chóng, không phải ở giai đoạn của các chất dễ cháy mà là phân hủy tất cả các con đường đến carbon, nó có thể ngăn chặn quá trình đốt cháy. Ví dụ, cellulose được tẩm với dung dịch dung dịch phốt phát hoặc muối kim loại nặng. Sau khi sấy khô, chỉ có cacbon hóa và phóng to xảy ra trong quá trình gia nhiệt, điều này gây khó khăn cho việc đốt cháy ngọn lửa. Điều này là do phản ứng mất nước của cellulose do phốt phát, thúc đẩy sự tạo ra carbon cellulose.
Khi các hợp chất phốt pho hữu cơ được tiếp xúc với ngọn lửa, các phản ứng phân hủy sau đây xảy ra:
Hợp chất phốt pho hữu cơ - monophosphate - monophosphate - pyrophosphate - pyrophosphate
Axit polyphosphoric được tạo ra cuối cùng là một tác nhân khử nước rất mạnh có thể thúc đẩy quá trình cacbon hóa của các hợp chất hữu cơ, và màng đen carbon kết quả đóng vai trò chống cháy.
(2) Chất chống cháy phát xạ để tạo thành một màng bảo vệ không bay hơi. Chất chống cháy nổ phân hủy ở nhiệt độ của quá trình đốt cháy nhựa và các sản phẩm phân hủy của nó tạo thành một màng bảo vệ không bay hơi bao phủ bề mặt của nhựa, do đó cô lập không khí và đạt được mục đích chậm phát triển ngọn lửa. Đây là trường hợp khi sử dụng hỗn hợp axit Borax boric và photphide làm chất chống cháy.
Phốt pho halogenua (R4PX) trải qua quá trình phân hủy nhiệt để tạo thành phốt pho và halogen kép (RX). Phốt pho dễ bị oxy hóa để tạo thành các oxit phốt pho (R3PO), tiếp tục phân hủy để tạo thành các cơ thể thủy tinh polyphosphate. Cơ thể thủy tinh liên tục này tạo thành một bộ phim bảo vệ. Bao phủ bề mặt của polymer để phân lập oxy và tác dụng làm chậm ngọn lửa của nó.
. Soot tiếp tục oxy hóa và phân hủy ở nhiệt độ cao để tạo ra các gốc HO - tự do và phản ứng chuỗi của các gốc tự do HO · tiếp tục đốt cháy ngọn lửa. Trong quá trình đốt cháy các polyme, đốt cháy là quan trọng nhất, vì vậy nếu phản ứng chuỗi của H0 và các gốc tự do có thể bị cắt, đốt cháy có thể được ngăn chặn một cách hiệu quả.
Quá trình đốt của hydrocarbon rất phức tạp. HO · Các gốc tự do có năng lượng cao. Tốc độ phản ứng rất nhanh. Vì vậy, mức độ đốt cháy được xác định bởi sự tăng sinh của các gốc HO · tự do.
Khi có chất làm chậm ngọn lửa halogen, chúng sẽ phân hủy ở nhiệt độ cao để tạo ra các halogen hydro, có thể thu được các gốc HO năng lượng cao được tạo ra trong quá trình đốt cháy và chuyển chúng thành các gốc và nước năng lượng thấp. Đồng thời, X · Các gốc phản ứng với hydrocarbon để tái tạo thành HX. Chu kỳ này tiếp tục, do đó cắt đứt phản ứng chuỗi của các gốc HO. Hydro được tạo ra bởi sự phân hủy nhiệt của các polyme được chuyển thành nước thông qua con đường trên, chỉ còn lại màu đen carbon là khói đen, dẫn đến việc dập tắt ngọn lửa của hydrocarbon.
. Điều này là do dưới tác động của nhiệt, các nhà khởi tạo gốc tự do như peroxit thúc đẩy việc sản xuất các gốc BR - tự do, khiến các gốc tự do HO · tạo ra trong quá trình đốt cháy nhanh chóng biến mất.
Khi sử dụng halogen chứa chất chống cháy chỉ riêng, polystyrene yêu cầu 10% đến 15% CL hoặc 4% đến 5% BR để đạt được độ trễ ngọn lửa; Nếu được sử dụng kết hợp với người khởi xướng gốc miễn phí. Chỉ cần 4% đến 8% C1 hoặc 0,5% đến 3% BR.
Antimon oxit (SB2O3) có hiệu quả kém khi được sử dụng một mình như một chất làm chậm ngọn lửa, nhưng nó có tác dụng tuyệt vời khi kết hợp với halogenua, chủ yếu là do sự hình thành các halogen ở nhiệt độ cao.
SBCL3 (điểm sôi 223 độ) và SBBR3 (điểm sôi 288 độ) là các chất dễ bay hơi có điểm sôi cao, có thể vẫn ở vùng đốt trong một thời gian dài hơn. Halide antimon có thể thúc đẩy polyme trong cả pha lỏng và rắn. Sự phi sinh của hệ thống chống cháy và cacbon hóa của bề mặt polymer. Đồng thời, nó có thể nắm bắt HO · gốc trong pha khí. Do đó, sự kết hợp giữa oxit antimon và chất chống cháy halogen là công thức chống cháy ngọn lửa được sử dụng rộng rãi nhất.
(1) Phân tán nhiệt đốt và pha loãng các chất dễ cháy
Nhôm hydroxit là một trong những chất chống cháy với chức năng này. Độ trễ ngọn lửa của nó không mạnh, vì vậy lượng được thêm vào cao tới 40-60 phần, cũng đóng vai trò là chất độn. Khi nhựa bị bỏng, nhôm hydroxit phân hủy và hấp thụ một lượng lớn nhiệt.
Do sự hấp thụ lớn của nhiệt đốt, nhiệt độ của polymer được hạ xuống, do đó làm chậm sự phân hủy, bay hơi và đốt cháy. Nhôm hydroxit không dễ cháy và khi được lấp đầy vào một polymer với số lượng 40-60 phần, nó tương đương với "pha loãng" polymer dễ cháy. Do đó cải thiện khả năng trì hoãn ngọn lửa.
Mặt khác, trong khi sự phân hủy nhiệt của các polyme tạo ra các khí dễ cháy, nếu hệ thống chống cháy lửa polymer có thể phân hủy để tạo ra các khí không dễ cháy như H2O, HCL, NBR, CO2, NH3, N2, v.v. Chức năng của chất chống cháy thực sự là một quá trình phức tạp kết hợp các yếu tố khác nhau được đề cập ở trên.
