কেন 3.5 হাইড্রেটেড জিঙ্ক বোরেট সাধারণত পিভিসি কেবলগুলিতে শিখা প্রতিরোধক হিসাবে ব্যবহৃত হয়?

পলিভিনাইল ক্লোরাইড (PVC) হল তারের নিরোধক এবং খাপের উপকরণগুলির জন্য প্রভাবশালী পছন্দ, এবং এর শিখা প্রতিরোধী বৈশিষ্ট্যগুলি সরাসরি পাওয়ার সিস্টেমের নিরাপদ অপারেশনের সাথে সম্পর্কিত। অসংখ্য শিখা retardants মধ্যে,3.5 হাইড্রেটেড জিঙ্ক বোরেট (2ZnO·3B₂O₃·3.5H₂O)PVC তারের ফর্মুলেশনে একটি মূল উপাদান হয়ে উঠেছে। এই নিবন্ধটি পদ্ধতিগতভাবে এই পছন্দের পিছনে বৈজ্ঞানিক ভিত্তি বিশ্লেষণ করবে।

I. শিখা retardant প্রক্রিয়ার রাসায়নিক ভিত্তি: মাল্টি-মোড synergistic প্রভাব

1.1 তাপ পচন পর্যায়ে ডিহাইড্রেশন এবং তাপ শোষণ প্রক্রিয়া

3.5% হাইড্রেটেড জিঙ্ক বোরেটের (প্রায় 14.5%) স্ফটিক জলের উপাদানটি এর তাপীয় পচন তাপমাত্রা এবং PVC-এর প্রাথমিক পচন তাপমাত্রার (প্রায় 200-300 ডিগ্রি সেলসিয়াস) মধ্যে একটি আদর্শ মিল অর্জনের জন্য সঠিকভাবে ডিজাইন করা হয়েছে। যখন তারের একটি অগ্নি উত্সের মুখোমুখি হয়, তখন দস্তা বোরেট 210-320 ডিগ্রি সেলসিয়াসের তাপমাত্রায় স্ফটিক জল ছেড়ে দেয়

Zn₂B₆O₁₁·3.5H₂O → Zn₂B₆O₁₁ + 3.5H₂O↑

এই প্রক্রিয়াটি প্রচুর পরিমাণে তাপ শোষণ করে (প্রায় 280 জে/জি ডিহাইড্রেশন এনথালপি), কার্যকরভাবে উপাদানের পৃষ্ঠের তাপমাত্রা হ্রাস করে এবং পিভিসি রজন ম্যাট্রিক্সের তাপীয় অবক্ষয় হারকে বিলম্বিত করে। 5-হাইড্রেট এবং 7-হাইড্রেটের মতো উচ্চতর হাইড্রেশন ফর্মের তুলনায়, 3.5 হাইড্রেটের ডিহাইড্রেশন তাপমাত্রা উইন্ডো আরও সুনির্দিষ্ট, অকাল ডিহাইড্রেশন বা বিলম্বিত ডিহাইড্রেশনের কারণে সৃষ্ট অন্ধ দাগগুলিকে এড়িয়ে যায়।

1.2 গ্লাসযুক্ত প্রতিরক্ষামূলক স্তর গঠনের প্রক্রিয়া

ডিহাইড্রেটেড অ্যানহাইড্রাস জিঙ্ক বোরেট (Zn₂B₆O₁₁) 400-500°C তাপমাত্রায় গলে যায় এবং PVC পচন দ্বারা উত্পাদিত হাইড্রোজেন ক্লোরাইড (HCl) এর সাথে বিক্রিয়া করে:

Zn₂B₆O₁₁ + 12HCl → 2ZnCl₂ + 6BCl₃ + 6H₂O

জেনারেট করা ZnCl₂ এবং BCl₃ PVC-এর ক্রসলিংকিং প্রতিক্রিয়া প্রচার করতে লুইস অ্যাসিড অনুঘটক হিসাবে কাজ করে, একটি প্রসারিত কার্বন স্তর গঠন করে। একই সময়ে, 700 ডিগ্রি সেলসিয়াসের উপরে তাপমাত্রায় বোরন অক্সাইড সান্দ্র B₂O₃ গ্লাসে রূপান্তরিত হয়

2BCl₃ + 3H₂O → B₂O₃ + 6HCl

কাচের শরীর কার্বন স্তরের পৃষ্ঠকে আবৃত করে, একটি ঘন প্রতিরক্ষামূলক বাধা তৈরি করে। এর গতিশীল সান্দ্রতা (10³-10⁴ Pa·s) শিখা তাপমাত্রায় অক্সিজেন প্রবেশ এবং তাপ স্থানান্তরকে কার্যকরভাবে ব্লক করতে পারে।

Ⅱ পিভিসি সিস্টেমের সাথে অনন্য সামঞ্জস্য এবং সিনারজিস্টিক প্রভাব

2.1 অ্যাসিড ক্যাপচার এজেন্ট ফাংশনের অপ্টিমাইজেশন

পিভিসি পাইরোলাইসিস থেকে নিঃসৃত HCl শুধুমাত্র উপাদানের অবক্ষয়কে ত্বরান্বিত করে না, বরং ক্ষয়কারী এবং বিষাক্ত ধোঁয়াও তৈরি করে।জিঙ্ক বোরেটএকটি দ্বি-পদক্ষেপ প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে দক্ষতার সাথে এইচসিএল ক্যাপচার করে:

1. প্রাথমিক ক্যাপচার: সারফেস হাইড্রক্সিল গ্রুপগুলি HCl এর সাথে বিক্রিয়া করে ZnCl ₂ এবং বোরিক অ্যাসিড তৈরি করে

2. সেকেন্ডারি ক্যাপচার: উৎপন্ন বোরিক অ্যাসিড HCl এর সাথে আরও বিক্রিয়া করে BCl₃ গঠন করে

3.5 হাইড্রেটেড জিঙ্ক বোরেটের প্রতিটি মোল তাত্ত্বিকভাবে 43.7% ক্যাপচার ক্ষমতা সহ 12 মোল HCl গ্রাস করতে পারে। অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (মাত্র 33%) এর মতো ঐতিহ্যবাহী শিখা প্রতিরোধকগুলির তুলনায়, এর ইউনিট ভর অ্যাসিড নিরপেক্ষকরণের দক্ষতা 32% বৃদ্ধি পেয়েছে।

2.2 অ্যান্টিমনি ট্রাইঅক্সাইডের সাথে সিনারজিস্টিক এনহান্সমেন্ট

পিভিসি তারের প্রণয়নে, জিঙ্ক বোরেট Sb₂O₃ এর সাথে একটি উল্লেখযোগ্য সিনারজিস্টিক প্রভাব প্রদর্শন করে:

Zn₂B₆O₁₁ + Sb₂O₃ + HCl → ZnSb₂O₅+বোরোসিলিকেট গ্লাস ফেজ

উৎপন্ন জিঙ্ক অ্যান্টিমনি স্পিনেল (ZnSb₂O₅) উচ্চ তাপীয় স্থিতিশীলতা (>1000°C) এবং শক্তিশালী অনুঘটক কার্বনাইজেশন ক্ষমতার বৈশিষ্ট্য রয়েছে। পরীক্ষামূলক তথ্য দেখায় যে যখন জিঙ্ক বোরেটকে 3:2 ভর অনুপাতে Sb ₂ O3 এর সাথে যৌগিক করা হয়, তখন সীমা অক্সিজেন সূচক (LOI) 28% থেকে 34% পর্যন্ত বাড়ানো যেতে পারে এবং ধোঁয়ার ঘনত্ব 40% কমানো যেতে পারে।

2.3 উপাদান যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যের উপর ন্যূনতম প্রভাব

অনুরূপ কণা আকারের শিখা প্রতিরোধকগুলির সাথে তুলনা করে, 3.5 হাইড্রেটেড জিঙ্ক বোরেটের Mohs কঠোরতা মাত্র 2.5, সিলিকা (7.0) এর মতো ফিলারগুলির তুলনায় অনেক কম৷ এর শীট-সদৃশ স্ফটিক ফর্ম (গড় কণার আকার 1-3 μm, অনুপাত 8-15) PVC ম্যাট্রিক্সে "কার্ডের মতো" স্ট্যাক গঠন করতে পারে। 15-20 phr ডোজ এ যোগ করা হলে:

· প্রসার্য শক্তি ধরে রাখার হার>85%

বিরতিতে প্রসারণ শুধুমাত্র 12-18% কমে যায়

· এক্সট্রুশন প্রক্রিয়াযোগ্যতার উপর প্রভাব ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইডের মতো শিখা প্রতিরোধকগুলির তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে কম

Ⅲ 3.5 হাইড্রেশন ফর্মের ইঞ্জিনিয়ারিং সুবিধা

3.1 তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং প্রক্রিয়াকরণ উইন্ডোর মধ্যে ভারসাম্য

বিভিন্ন ডিগ্রী হাইড্রেশনের সাথে জিঙ্ক বোরেটের কর্মক্ষমতা তুলনা:

3.5 হাইড্রেটগুলি প্রক্রিয়াকরণের সময় ডিহাইড্রেশনের কারণে সৃষ্ট ছিদ্র এবং পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলি এড়াতে PVC (170-190°C) এর প্রচলিত এক্সট্রুশন তাপমাত্রায় স্থিতিশীল থাকে।

3.2 বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা গ্যারান্টি

যখন জিঙ্ক বোরেটের অস্তরক ধ্রুবক (ε _r=4.2-4.8) PVC ম্যাট্রিক্সের (ε _r=4.0-4.5) কাছাকাছি থাকে এবং এর স্তরযুক্ত গঠন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের দিকের সমান্তরালে সাজানো হয়:

· 10 ¹⁴Ω· সেমি উপরে একটি ভলিউম প্রতিরোধীতা বজায় রাখুন

· অস্তরক ক্ষতির স্পর্শক মান বৃদ্ধি 0.002 এর কম

· তারের ক্যাপাসিট্যান্সের অভিন্নতার উপর ন্যূনতম প্রভাব রয়েছে

3.3 পরিবেশগত এবং নিরাপত্তা বৈশিষ্ট্যের দ্বৈত সুবিধা

পরিবেশগত বন্ধুত্ব:

তীব্র মৌখিক বিষাক্ততা LD50>5000 mg/kg (প্রকৃত অ-বিষাক্ত মাত্রা)

হ্যালোজেন, ভারী ধাতু (সীসা, ক্যাডমিয়াম, ক্রোমিয়াম ইত্যাদি) ধারণ করে না

· দহন পণ্যে CO উত্পাদনে 35% হ্রাস (প্রথাগত শিখা প্রতিরোধী সিস্টেমের তুলনায়)

ধোঁয়া দমন প্রক্রিয়া:

জিঙ্ক বোরেট পিভিসি-তে অ্যালিফ্যাটিক টুকরোগুলির পরিবর্তে সুগন্ধযুক্ত কার্বন কাঠামো গঠনের প্রচার করে, ধোঁয়া কণার নিউক্লিয়েশন থ্রেশহোল্ড তাপমাত্রা 350°C থেকে 480°C পর্যন্ত বৃদ্ধি করে এবং ধোঁয়ার ঘনত্ব (NBS পদ্ধতি) 50-60% কমিয়ে দেয়।

Ⅳ বিশেষ অ্যাপ্লিকেশন পরিস্থিতি

· কম ধোঁয়া এবং হ্যালোজেন-মুক্ত প্রয়োজনীয়তা: ম্যাগনেসিয়াম হাইড্রোক্সাইড (40 phr) এর সাথে মিলিত জিঙ্ক বোরেটের ডোজ 25 phr-এ বাড়িয়ে IEC 61034 ধোঁয়ার ঘনত্ব <200 অর্জন করতে পারে

· উচ্চ তাপ প্রতিরোধের স্তর (105°C): ট্রাইমেলিটিক অ্যাসিড এস্টার প্লাস্টিকাইজার ব্যবহার করে, জিঙ্ক বোরেটের পৃষ্ঠকে সিলেন কাপলিং এজেন্ট দিয়ে চিকিত্সা করা হয় এবং তাপ বার্ধক্যের পরে প্রসারিত ধরে রাখার হার> 70% এ বজায় রাখা হয়

উপসংহার:

এর আবেদন3.5 হাইড্রেটেড জিঙ্ক বোরেটপিভিসি তারগুলি শিখা প্রতিরোধী বিজ্ঞানে "মাল্টি মেকানিজম সিনার্জি" এবং "পারফরম্যান্স ব্যালেন্স" এর মূল ধারণাগুলিকে প্রতিফলিত করে। এর সুনির্দিষ্ট স্ফটিক জলের উপাদান, চমৎকার অ্যাসিড ক্যাপচার করার ক্ষমতা, অ্যান্টিমনি ভিত্তিক শিখা প্রতিরোধকগুলির সাথে দক্ষ সমন্বয় এবং উপকরণগুলির বৈদ্যুতিক এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলির উপর ন্যূনতম প্রভাব এটিকে আধুনিক তারের শিখা প্রতিবন্ধকতা, কম ধোঁয়া, অ-বিষাক্ততা এবং উচ্চ পুনরুদ্ধারের ব্যাপক প্রয়োজনীয়তা পূরণের জন্য একটি আদর্শ পছন্দ করে তোলে।