पॉलिमर का दहन एक अत्यंत तीव्र और जटिल ऊष्मीय ऑक्सीकरण अभिक्रिया है, जिसकी विशेषता धुएँ का उत्सर्जन या प्रचंड ज्वाला है। ज्वाला मंदक ऐसे योजक होते हैं जो प्लास्टिक के प्रज्वलन को रोकते हैं या ज्वाला के प्रसार को बाधित करते हैं। ज्वाला मंदक का प्रभाव पॉलिमर पदार्थों की दहन प्रक्रिया में होने वाले भौतिक या रासायनिक परिवर्तन की दर को रोकना या बाधित करना है। विशेष रूप से, ज्वाला मंदक प्रभाव मुख्य रूप से निम्नलिखित पहलुओं में परिलक्षित होता है।
बहुलक दहन प्रक्रिया में ज्वाला मंदक का ज्वाला मंदक प्रभाव:
ज्वाला मंदक ज्वाला मंदक - गर्मी अवशोषण प्रभाव
गर्मी अवशोषण प्रभाव की भूमिका बहुलक सामग्री के तापमान में वृद्धि को कठिनाई के साथ घटित करना है।
उदाहरण के लिए, बोरेक्स में क्रिस्टलीय जल के 10 अणु होते हैं, क्रिस्टलीय जल के मुक्त होने पर 141.8kJ/mol ऊष्मा अवशोषित होती है, जिससे ऊष्मा का अवशोषण होता है, जिससे पदार्थ का तापमान वृद्धि बाधित होती है, जिसके परिणामस्वरूप ज्वाला मंदक प्रभाव उत्पन्न होता है।
ज्वाला मंदक ज्वाला मंदक - आवरण प्रभाव
इसका प्रभाव उच्च तापमान पर एक स्थिर आवरण परत का निर्माण करना या फोम जैसा पदार्थ बनाने के लिए विघटित होना है जो बहुलक सामग्री की सतह को ढंकता है। इससे दहन द्वारा उत्पन्न गर्मी को सामग्री के अंदरूनी हिस्से में प्रवेश करना और बहुलक सामग्री के ऊष्मीय अपघटन द्वारा उत्पन्न दहनशील गैसों को बाहर निकलने में कठिनाई होती है। यह सामग्री के लिए एक वायु अवरोधक के रूप में कार्य करता है, इस प्रकार सामग्री के टूटने को रोकता है और एक ज्वाला मंदक प्रभाव प्राप्त करता है।
ज्वाला मंदक ज्वाला मंदक - कमजोर पड़ने का प्रभाव
ये पदार्थ गर्मी से विघटित होने पर बड़ी मात्रा में गैर-ज्वलनशील गैस उत्पन्न कर सकते हैं, जिससे बहुलक सामग्री द्वारा उत्पादित ज्वलनशील गैस और हवा में ऑक्सीजन पतला हो जाता है और ज्वलनशील सांद्रता सीमा तक नहीं पहुंचता है।
ज्वाला मंदक ज्वाला मंदक - स्थानांतरण प्रभाव
इसका प्रभाव बहुलक पदार्थ के तापीय अपघटन के तरीके को बदलना है, जिससे दहनशील गैसों का उत्पादन बाधित होता है।
ज्वाला मंदक ज्वाला मंदक - अवरोध प्रभाव
दहन प्रतिक्रियाओं के सक्रिय मध्यवर्ती पदार्थों, जैसे HO- और H- को रोककर, मुक्त मूलक श्रृंखला प्रतिक्रियाओं को बाधित किया जाता है और ज्वाला के बुझने तक दहन की दर को कम किया जाता है।
ज्वाला मंदक ज्वाला मंदक – वृद्धि प्रभाव
कुछ सामग्रियों का अकेले उपयोग करने पर ज्वाला मंदक प्रभाव नहीं होता है या उनका ज्वाला मंदक प्रभाव बहुत कम होता है, लेकिन ज्वाला मंदक प्रभाव को बढ़ाने के लिए विभिन्न प्रकार की सामग्रियों का उपयोग किया जा सकता है, जैसे कि एंटीमनी ट्राइऑक्साइड और हैलोजन यौगिकों का एक साथ उपयोग।
पॉलिमर दहन प्रक्रिया में ज्वाला मंदक तंत्र :
ज्वाला मंदक तंत्र - गैस चरण ज्वाला मंदक तंत्र
वाष्प चरण ज्वाला मंदक प्रणालियाँ गैस चरण में श्रृंखला दहन प्रतिक्रियाओं को बाधित करने या धीमा करने के ज्वाला मंदक प्रभाव को संदर्भित करती हैं। वाष्प चरण ज्वाला मंदक में मुख्य रूप से निम्न शामिल हैं:
- जब ज्वाला मंदक पदार्थ को गर्म किया जाता है या जलाया जाता है, तो मुक्त मूलक अवरोधक उत्पन्न होते हैं, जिससे दहन श्रृंखला प्रतिक्रिया बाधित होती है।
- जब ज्वाला मंदक पदार्थ को गर्म या जलाया जाता है तो सूक्ष्म कणों का उत्पादन होता है, जो श्रृंखला दहन प्रतिक्रिया को समाप्त करने के लिए मुक्त कणों के बंधन को बढ़ावा देते हैं।
- ज्वाला मंदक पदार्थ को गर्म करने या जलाने पर बड़ी मात्रा में निष्क्रिय गैस या उच्च घनत्व वाष्प का निकलना।
ज्वाला मंदक तंत्र - संघनित चरण ज्वाला मंदक तंत्र
संघनित चरण ज्वाला मंदता संघनित चरण में ज्वाला मंदक पदार्थों के ऊष्मीय अपघटन में देरी या बाधा उत्पन्न करके उत्पन्न ज्वाला मंदक प्रभाव को संदर्भित करती है। संघनित चरण ज्वाला मंदता में मुख्य रूप से निम्न शामिल हैं:
- ज्वलनशील गैसों और मूलकों के ऊष्मीय अपघटन को धीमा करने वाले या बाधित करने वाले अग्निरोधी पदार्थ, जो संलयन प्रक्रिया के दौरान उत्पन्न हो सकते हैं
- अग्निरोधी पदार्थों में बड़ी विशिष्ट ऊष्मा क्षमता वाले अकार्बनिक भराव, जो ऊष्मा भंडारण और ऊष्मीय चालकता के माध्यम से पदार्थ के ऊष्मीय अपघटन तापमान तक पहुंचने की संभावना को कम कर देते हैं।
- ज्वाला मंदक पदार्थ का ऊष्मीय अपघटन ऊष्मा को अवशोषित कर लेता है, जिससे ज्वाला मंदक पदार्थ का तापमान वृद्धि धीमा हो जाता है या रुक जाता है।
- जब अग्निरोधी पदार्थ जलता है, तो इसकी सतह पर एक छिद्रयुक्त कार्बन परत उत्पन्न होती है, जिसे जलाना कठिन होता है, यह ऊष्मा और ऑक्सीजन को रोकती है, तथा दहनशील गैस को गैसीय अवस्था में प्रवेश करने से रोकती है।
ज्वाला मंदक तंत्र - ऊष्मा विनिमय ज्वाला मंदक तंत्र में रुकावट
बाधित ऊष्मा विनिमय ज्वाला मंदक तंत्र का अर्थ है कि ज्वाला मंदक पदार्थ के दहन से उत्पन्न ऊष्मा का कुछ भाग निकाल लिया जाता है, जिससे पदार्थ ऊष्मीय अपघटन तापमान को बनाए नहीं रख सकता है और इसलिए दहनशील गैसों के उत्पादन को बनाए नहीं रख सकता है, और इसलिए दहन स्वयं बुझ जाता है।
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