नाइट्रोजन आधारित ज्वाला मंदक
नाइट्रोजन आधारित ज्वाला मंदक पदार्थों में, यह लेख मेलामाइन और इसके व्युत्पन्न पदार्थों पर केंद्रित है, जिनमें से कुछ का उपयोग अकेले किया जा सकता है या ये प्रज्वलनशील ज्वाला मंदक पदार्थों के मुख्य घटक होते हैं। ये ज्वाला मंदक पदार्थ हैलोजन-मुक्त, कम धुआं उत्पन्न करने वाले, ऊष्मा और प्रकाश के प्रति स्थिर, अच्छी ज्वाला मंदक क्षमता वाले और कम लागत वाले होते हैं। इनमें समस्या यह है कि जिन प्लास्टिक पदार्थों को ज्वाला मंदक बनाने के लिए इनका उपयोग किया जाता है, उनका प्रसंस्करण कठिन होता है और वे आधार सामग्री में ठीक से विक्षेपित नहीं होते हैं। कण आकार और कण आकार वितरण की आवश्यकताएं अधिक कठोर होती हैं और कभी-कभी गुणांक एजेंटों की आवश्यकता होती है। मेलामाइन के अलावा, मेलामाइन सायन्यूरेट (MCA) , फॉस्फेट, बोरेट, गुआनिडीन लवण, डाइसायनाइडियामाइड लवण आदि भी हैं। इन ज्वाला मंदक पदार्थों का उपयोग PA, PU और PO में किया जाता है। इनका उपयोग PA, PU, PO, PET, PS, PVC और एपॉक्सी रेजिन में किया जा सकता है, और ये वस्त्र, पेंट, लकड़ी और कागज के लिए भी उपयुक्त हैं।
अग्निरोधी के रूप में नाइट्रोजन युक्त यौगिकों का एक मुख्य उपयोग फॉस्फोरस युक्त अग्निरोधी के साथ संयोजन में एक सहक्रियात्मक फॉस्फोरस-नाइट्रोजन प्रभाव प्राप्त करना है। नाइट्रोजन युक्त यौगिकों के साथ फॉस्फोरस युक्त यौगिकों के मिश्रण से सेल्यूलोज पर व्यक्तिगत यौगिकों के अग्निरोधी प्रभावों के योग की तुलना में अधिक अग्निरोधी प्रभाव पड़ता है। नाइट्रोजन फॉस्फोरिक एसिड द्वारा सेल्यूलोज के फॉस्फोराइलेशन को बढ़ावा देता है और इस प्रकार सूजन वाले अग्निरोधी प्रभाव में योगदान देता है। इसलिए, कई प्रज्वलित अग्निरोधी के सक्रिय घटक फॉस्फोरस और नाइट्रोजन हैं।
Melamine
मेलामाइन (MA) गैर-ज्वलनशील है, गर्म करने पर आसानी से उर्ध्वपातित हो जाता है, और तेज़ गर्म करने पर विघटित हो जाता है। इसके एक उत्कृष्ट अग्निरोधी होने के कारण ये हैं:
- अपघटन प्रतिक्रियाएं 250 से 450 डिग्री सेल्सियस पर होती हैं, जो बड़ी मात्रा में ऊष्मा को अवशोषित करती हैं और विभिन्न प्रकार के संघनित पदार्थों का निर्माण करने के लिए अमोनिया छोड़ती हैं;
- पदार्थ के पिघलने के व्यवहार को प्रभावित करने तथा कोक में उसके जलने की प्रक्रिया को तीव्र करने की क्षमता।
मेलामाइन सस्ता, गैर-संक्षारक, त्वचा और आंखों को परेशान न करने वाला और उत्परिवर्तजन नहीं है। इसका नुकसान यह है कि उच्च तापमान पर विघटित होने पर यह जहरीला साइनाइड पैदा करता है।
मेलामाइन एक व्यापक रूप से इस्तेमाल किया जाने वाला अग्निरोधी है, विशेष रूप से इंट्यूसेंट अग्निरोधी के घटक के रूप में और अग्निरोधी पॉलीयूरेथेन और ट्राइज़ीन रेजिन के लिए। लिक्विड फॉस्फेट एस्टर के साथ संयोजन में उपयोग किया जाने वाला मेलामाइन व्यापक रूप से पॉलीयूरेथेन फोम को अग्निरोधी बनाने के लिए उपयोग किया जाता है।
मेलामाइन साइनायुरेट
मेलामाइन साइन्यूरेट का उत्पादन मेलामाइन को सायन्यूरिक एसिड के साथ प्रतिक्रिया करके किया जाता है, जिसे एमसीए कहा जाता है। यह एक स्नेहक और ज्वाला मंदक है, एक सफेद क्रिस्टलीय पाउडर, गंधहीन और स्वादहीन। यह 300 डिग्री सेल्सियस के नीचे बहुत स्थिर है और 350 डिग्री सेल्सियस के आसपास उर्ध्वपातित होना शुरू हो जाता है, लेकिन विघटित नहीं होता है, इसका अपघटन तापमान लगभग 440 ~ 450 डिग्री सेल्सियस है। एमसीए में उच्च नाइट्रोजन सामग्री होती है, नमी को अवशोषित करना बहुत आसान है, उच्च तापमान निर्जलीकरण चारकोल में, नाइट्रोजन गैस को जलाने, ऑक्सीजन की सांद्रता को पतला करने और गैस द्वारा उत्पन्न बहुलक अपघटन। इसके अलावा, गैस और थर्मल संवहन की पीढ़ी गर्मी का हिस्सा दूर ले जाती है, इस प्रकार एक ज्वाला-मंदक कार्य प्रदान करती है।
एमसीए का व्यापक रूप से रबर, नायलॉन, फेनोलिक रेजिन, एपॉक्सी रेजिन, ऐक्रेलिक इमल्शन और अन्य ओलेफ़िन रेजिन में उपयोग किया जाता है। एमसीए का उपयोग एपॉक्सी रेजिन के लिए एक ज्वाला मंदक के रूप में किया जाता है। ऑक्सीजन सूचकांक 24% से 28% से 46% से 48% तक बढ़ा दिया गया है और यह विशेष रूप से ज्वाला मंदक विद्युत घटकों और भागों के लिए उपयुक्त है। इसे विनाइल एसीटेट इमल्शन, एक्रिलेट इमल्शन और रबर इमल्शन में मिलाया जाता है ताकि ज्वाला मंदक कोटिंग्स बनाई जा सकें, जिसमें उत्कृष्ट स्मीयर आसंजन और चिकनाई हो, और कोई रंग संदूषण न हो।
एमसीए एक उत्कृष्ट गुणों वाला ट्राइएज़ीन ज्वाला मंदक है और इसका उपयोग या अन्य ज्वाला मंदकों के साथ इसका मिश्रण अकेले मेलामाइन के उपयोग की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी है।
मेलामाइन फॉस्फोनेट्स
मेलामाइन फॉस्फोनेट्स को मेलामाइन और मोनोफेनिलफॉस्फोनिक एसिड से तैयार किया जा सकता है। नुकसान यह है कि इसे तैयार करना मुश्किल है और पॉलीओलेफ़िन के साथ मिश्रण करते समय इसे झाग बनने से रोकने के लिए, डीगैसिंग की जाती है। यह अग्निरोधी रंग संदूषण का कारण भी बन सकता है। इसे पॉलीओलेफ़िन और पॉलीस्टाइनिन के लिए अग्निरोधी के रूप में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है।
मेलामाइन पायरोफॉस्फेट
मेलामाइन पायरोफॉस्फेट को मेलामाइन को फॉस्फोरिक एसिड के साथ उपचारित करके और फिर इसे 250-270 डिग्री सेल्सियस पर गर्म करके बनाया जा सकता है। फाइबर, टेक्सटाइल और कुछ प्लास्टिक के लिए कई अग्निरोधी हैं, लेकिन पॉलीयुरेथेन प्लास्टिक पर अग्निरोधी प्रभाव संतोषजनक नहीं है, जबकि मेलामाइन पायरोफॉस्फेट का उपयोग पॉलीयुरेथेन प्लास्टिक को अग्निरोधी बनाने के लिए प्रभावी रूप से किया जा सकता है। पेंटाएरिथ्रिटोल के साथ अपने प्रतिक्रिया उत्पाद या पेंटाएरिथ्रिटोल और फॉस्फोरिक एसिड के साथ अपने प्रतिक्रिया उत्पाद द्वारा अग्निरोधी पॉलीप्रोपाइलीन भी एक गैर-ज्वलनशील, गैर-टपकने वाला जला हुआ कोकिंग पदार्थ बना सकता है।
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