বৈশ্বিক পরিবেশগত বিধি-বিধানের কঠোরতা এবং টেকসই উন্নয়ন ধারণার গভীরতার সাথে,হ্যালোজেন-মুক্ত শিখা retardantsপলিমার উপকরণ শিখা retardant পরিবর্তন জন্য মূলধারার পছন্দ হয়ে উঠেছে. ঐতিহ্যগত হ্যালোজেনেটেড শিখা প্রতিরোধকগুলির সাথে তুলনা করে, হ্যালোজেন-মুক্ত সিস্টেমগুলি দহনের সময় কম ধোঁয়া এবং ক্ষয়কারী গ্যাস উত্পাদন করে এবং পদার্থের মতো বিষাক্ত ডাইঅক্সিন তৈরি করে না। যাইহোক, বিভিন্ন হ্যালোজেন-মুক্ত শিখা retardants যেমন ফসফরাস ভিত্তিক, নাইট্রোজেন ভিত্তিক, ধাতব হাইড্রোক্সাইড এবং সম্প্রসারণ প্রকারের বাজারে বিভিন্ন বৈশিষ্ট্য রয়েছে। বৈজ্ঞানিকভাবে উপাদান সিস্টেম এবং অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতির উপর ভিত্তি করে কীভাবে চয়ন করবেন তা প্রযুক্তিবিদদের মুখোমুখি একটি মূল সমস্যা হয়ে দাঁড়িয়েছে। এই নিবন্ধটি একাধিক মাত্রা থেকে হ্যালোজেন-মুক্ত শিখা retardants নির্বাচন যুক্তি বিশ্লেষণ করবে।
হ্যালোজেন মুক্ত শিখা retardants প্রধানত দুটি উপায়ে কাজ করে: গ্যাস-ফেজ শিখা retardants অ দাহ্য গ্যাস (যেমন নাইট্রোজেন এবং জলীয় বাষ্প) তৈরি করতে পচে যায় যা অক্সিজেন এবং দাহ্য গ্যাসকে পাতলা করে; ঘনীভূত ফেজ শিখা retardant উপাদান পৃষ্ঠের উপর একটি কার্বন স্তর গঠন করে, তাপ এবং অক্সিজেন স্থানান্তর বিচ্ছিন্ন করে। ফসফরাস ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধক (যেমন ফসফেট এস্টার এবং অ্যামোনিয়াম পলিফসফেট) প্রধানত ঘনীভূত পর্যায়ে কাজ করে, যখন নাইট্রোজেন ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধক (যেমন মেলামাইন এবং এর ডেরিভেটিভস) গ্যাস পর্যায়ের মাধ্যমে আরও কাজ করে। এই মৌলিক পার্থক্য বোঝা একটি পছন্দ করার প্রথম ধাপ।
একটি একক শিখা retardant প্রায়ই পছন্দসই প্রভাব অর্জন করতে ব্যর্থ হয়. ফসফরাস নাইট্রোজেন সিনারজিস্টিক সিস্টেম হল সবচেয়ে ক্লাসিক সংমিশ্রণ, যেখানে অ্যামোনিয়াম পলিফসফেট (অ্যাসিড উৎস) মেলামাইন (গ্যাসের উৎস) সাথে একত্রে ব্যবহার করা হয় যাতে একটি ঘন প্রসারিত কার্বন স্তর তৈরি হয়, যা উল্লেখযোগ্যভাবে শিখা প্রতিরোধক দক্ষতার উন্নতি করে। মেটাল হাইড্রোক্সাইড (অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড, ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড) এর জন্য প্রচুর পরিমাণে সংযোজনের প্রয়োজন হয় (সাধারণত 50-60%), কিন্তু যদি অর্গানোসিলিকন এবং জিঙ্ক বোরেটের মতো অল্প পরিমাণ সিনারজিস্টের সাথে একত্রিত করা হয় তবে সংযোজনের পরিমাণ হ্রাস করা যেতে পারে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলি উন্নত করা যেতে পারে।
পোলার পলিমারগুলির (যেমন PA এবং PBT) মেরু শিখা প্রতিরোধকগুলির সাথে ভাল সামঞ্জস্য রয়েছে (যেমন ফসফরাস ভিত্তিক), এবং রাসায়নিক বা হাইড্রোজেন বন্ধনের মাধ্যমে একত্রিত করা যেতে পারে, অভিন্ন বিচ্ছুরণ এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর ন্যূনতম প্রভাব সহ। নন-পোলার পলিওলিফিন (PP, PE) আন্তঃফেসিয়াল বন্ধন উন্নত করার জন্য পৃষ্ঠের পরিবর্তিত ধাতব হাইড্রোক্সাইড বা মাইক্রোএনক্যাপসুলেটেড শিখা প্রতিরোধক ব্যবহার করার জন্য আরও উপযুক্ত।
তাপীয় স্থিতিশীলতা একটি মূল প্রযুক্তিগত সূচক।অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রক্সাইড200 ℃ এর উপরে পচতে শুরু করে, তাই এটি 200 ℃ এর বেশি তাপমাত্রা সহ ইঞ্জিনিয়ারিং প্লাস্টিক প্রক্রিয়াকরণের জন্য উপযুক্ত নয়। 240-280 ℃ মধ্যে প্রক্রিয়াকরণ তাপমাত্রা সহ PBT এবং PA6 এর মতো উপকরণগুলির জন্য, উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা ফসফরাস ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধক (যেমন হাইপোফসফেটস) বা পৃষ্ঠের আবরণযুক্ত ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রক্সাইড নির্বাচন করা উচিত।
স্বচ্ছ পণ্য (যেমন PC, PMMA) প্রতিসরাঙ্ক সূচক ম্যাচিং সহ শিখা retardants নির্বাচন করতে হবে। জৈব সিলিকন শিখা retardants স্বচ্ছতা একটি অপেক্ষাকৃত ছোট প্রভাব আছে, যখন ধাতু হাইড্রোক্সাইড গুরুতর পরমাণুকরণ হতে পারে. কণার আকার নিয়ন্ত্রণ অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ, এবং সাবমাইক্রন স্তরের শিখা প্রতিরোধক বিচ্ছুরণগুলি আলোর বিক্ষিপ্তকরণকে সর্বাধিক পরিমাণে কমিয়ে আনতে পারে।
সীমাবদ্ধ অক্সিজেন সূচক (LOI) এবং শঙ্কু ক্যালোরিমেট্রি পরীক্ষা হল মূল মূল্যায়ন পদ্ধতি। LOI মান যত বেশি, উপাদানটি বাতাসে পোড়ানো তত বেশি কঠিন (সাধারণত>28% শিখা প্রতিরোধক হিসাবে বিবেচিত হয়)। শঙ্কু ক্যালোরিমিটার গতিগত পরামিতি পেতে পারে যেমন পিক হিট রিলিজ রেট (pHRR) এবং মোট তাপ রিলিজ রেট (THR), বৈজ্ঞানিকভাবে বাস্তব অগ্নি পরিস্থিতিতে কর্মক্ষমতা প্রতিফলিত করে।
শিখা retardants যোগ করা অনিবার্যভাবে যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য প্রভাবিত করে। সারফেস পরিবর্তন কৌশল যেমন সিলেন কাপলিং এজেন্ট এবং টাইটানিয়াম অ্যাসিড এস্টার চিকিত্সা ইন্টারফেসিয়াল বন্ধন উন্নত করতে পারে; কণার আকার অপ্টিমাইজেশান (1-5 μm সর্বোত্তম) এবং মরফোলজি নিয়ন্ত্রণ (শীট-সদৃশ ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রক্সাইড ঘনক থেকে উচ্চতর) চাপ ঘনত্বের পয়েন্ট কমাতে পারে। শিখা প্রতিরোধক, শক্তকারী এজেন্ট এবং লুব্রিকেন্টের অনুপাত অপ্টিমাইজ করার জন্য তাগুচি পদ্ধতির মতো পরীক্ষামূলক নকশা ব্যবহার করার পরামর্শ দিন।
ভেজা তাপ বার্ধক্য (85 ℃/85% RH) এবং UV বার্ধক্যের পরে শিখা প্রতিবন্ধকতার ধারণ হার ব্যবহারিক প্রয়োগের মূল চাবিকাঠি। কিছু ফসফেট এস্টার শিখা প্রতিরোধক হাইড্রোলাইসিসের ঝুঁকি তৈরি করে এবং স্থায়িত্ব বাড়ানোর জন্য মাইক্রোএনক্যাপসুলেশন বা আণবিক গঠন পরিবর্তন (সুগন্ধযুক্ত রিংগুলির প্রবর্তন) প্রয়োজন।
স্তরযুক্ত ডাবল হাইড্রোক্সাইড (LDH), মন্টমোরিলোনাইট এবং অন্যান্য ন্যানোম্যাটেরিয়ালগুলি 3-5% পরিমাণে যোগ করলে তাপ মুক্তির হার উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিতে সামান্য প্রভাব ফেলে, তবে বিচ্ছুরণ সমস্যাটি সমাধান করা দরকার। কার্বন ন্যানোটিউব/গ্রাফিন একটি ত্রিমাত্রিক নেটওয়ার্ক কার্বন স্তর গঠন করতে পারে, যা দক্ষ ধোঁয়া দমন এবং শিখা প্রতিবন্ধকতার জন্য একটি নতুন দিক।
ফাইটিক অ্যাসিড, স্টার্চ এবং লিগনিনের মতো বায়োমাস থেকে প্রাপ্ত শিখা প্রতিরোধকগুলি ধীরে ধীরে ব্যবহারিক হয়ে উঠছে। এই উপকরণগুলিতে উচ্চ কার্বন সামগ্রী, ভাল কার্বনাইজেশন বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং বৃত্তাকার অর্থনীতির ধারণার সাথে সামঞ্জস্যপূর্ণ। যদিও দক্ষতা এখনও উন্নত করা দরকার, তারা অত্যন্ত উচ্চ পরিবেশগত প্রয়োজনীয়তা সহ ক্ষেত্রগুলিতে প্রয়োগ করা শুরু করেছে।
উপাদান সিমুলেশন প্রযুক্তি (আণবিক গতিবিদ্যা, মেশিন লার্নিং ভবিষ্যদ্বাণী) বিকাশের সাথে, শিখা প্রতিরোধক নির্বাচন পরীক্ষামূলক পরীক্ষা এবং ত্রুটি থেকে যুক্তিসঙ্গত নকশায় স্থানান্তরিত হচ্ছে। ভবিষ্যতে, বুদ্ধিমান শিখা প্রতিরোধক সিস্টেম যা উচ্চ দক্ষতা, কম বিষাক্ততা, এবং একাধিক ফাংশন (ধোঁয়া দমন, অ্যান্টি ড্রিপিং এবং বর্ধিতকরণ) একত্রিত করে তা একটি গবেষণা এবং উন্নয়নের ফোকাস হয়ে উঠবে, এবং উপকরণ, শিখা প্রতিরোধক এবং প্রক্রিয়াগুলির মধ্যে মিথস্ক্রিয়া সম্পর্কে গভীর বোধগম্য হবে সর্বদা সর্বোত্তম প্রযুক্তিগত পাথর তৈরির জন্য সেরা কোণার পছন্দ।
