ハロゲンを含まない難燃剤の背後にある科学

ハロゲン（塩素、臭素、またはヨウ素）を含むこれらの化学物質は、従来の難燃剤よりも大きな利点を提供します。この記事では、ハロゲンのない難燃剤の背後にある科学、それらがどのように機能するか、そしてなぜそれらがさまざまな業界でますます不可欠になっているのかを探ります。

ハロゲンを含まない難燃剤の化学組成
の重要な機能 ハロゲンを含まない難燃剤 ハロゲン化元素が含まれていないということです。従来の火炎遅延剤は、炎の成長を抑制するために、臭素や塩素などのハロゲンにしばしば依存しています。ただし、これらのハロゲンは、燃焼中にダイオキシンやフランなどの有毒ガスを放出する可能性があります。これらは、人間の健康や環境に有害です。

一方、ハロゲンを含まない難燃剤は、通常、以下を含む非ハロゲン化化合物で作られています。

リンベースの化合物：リンベースの難燃剤は、火災を起こしたときに材料の表面上の保護char層の形成を促進することにより機能します。このchar層は障壁として機能し、火と熱の広がりを遅くします。リンベースの難燃剤も炎症を促進するのに役立ちます。これにより、材料が膨張し、厚い耐熱性層が拡張され、作成されます。

窒素ベースの化合物：メラミンなどの窒素化合物は、熱にさらされた場合、窒素や水蒸気などの非可燃性ガスの放出を促進することにより、可燃性を低下させることができます。このプロセスは、材料を冷却し、火の周りの酸素の濃度を希釈し、その強度を低下させるのに役立ちます。

無機化合物：水酸化アルミニウムや水酸化マグネシウムなどの材料も、ハロゲンを含まない耐性剤として広く使用されています。これらの化合物は、加熱すると水蒸気を放出し、材料を冷却し、火の酸素供給を希釈します。このメカニズムは、燃焼を抑制し、火災の広がりを防ぐのに役立ちます。

作用のメカニズム
ハロゲンを含まない難燃剤は、材料の可燃性を低下させる化学的プロセスと物理的プロセスの組み合わせを通じて機能します。行動の2つの主なメカニズムは次のとおりです。

物理的障壁の形成：多くのハロゲンを含まない難燃剤、特にリンおよび窒素化合物は、熱にさらされたときに材料の表面に保護バリアまたはチャー層を形成します。この層は、基礎となる材料を火から隔離し、さらなる燃焼を防ぎます。

化学的中断：燃焼に関与する化学プロセスを妨害するハロゲンを含まない一部の難燃剤。たとえば、リンベースの遅延剤は、火を促進するフリーラジカル（原子または不対電子を持つ分子）間の反応を中断し、炎の強度を低下させる可能性があります。

燃焼ガスの希釈：窒素ベースのリタル剤のような化合物は、窒素や水蒸気などの非炎症性ガスを放出し、火災の周りの酸素やその他の可燃性ガスの濃度を希釈します。これにより、火災の拡散が遅くなり、その強度が低下するのに役立ちます。

ハロゲンを含まない難燃剤の利点
毒性排出量の減少：ハロゲンを含まない難燃剤の最大の利点の1つは、環境と健康への影響の削減です。燃焼時に塩化水素や臭化水素などの毒性ガスを放出するハロゲン化炎還元剤とは異なり、ハロゲンを含まない代替品は有害な副産物を生成しません。これにより、火災が発生した場合に危険な化学物質にさらされるリスクが低下します。

持続可能性の向上：多くのハロゲンを含まない難燃剤は、より環境に優しく、生分解性です。それらは、ハロゲン化した火炎還元剤が時間の経過とともに土壌や水に蓄積する可能性がある限り、環境に持続しません。

規制のコンプライアンス：世界中の政府と規制機関が、特に電子機器と建築材料において、火炎遅延剤のより厳格な基準を実施するため、ハロゲンを含まない代替品は、これらの規制に適合していることがよくあります。たとえば、欧州連合のリーチ（化学物質の登録、評価、許可、制限）規制により、ハロゲン化火炎遅延剤の使用がますます制限されており、より安全なハロゲンを含まない代替品を採用するように産業を促します。