چگونه TPEهای بازدارنده شعله در کاهش سمیت دود در فضاهای محدود مانند هواپیما و قطار کمک می کنند؟

الاستومرهای ترموپلاستیک بازدارنده شعله (TPEs) نقش مهمی در کاهش سمیت دود در فضاهای محدود مانند هواپیما و قطار ایفا می کنند، جایی که خطرات آتش سوزی خطرات قابل توجهی برای ایمنی انسان ایجاد می کند. کاهش سمیت دود از طریق چندین مکانیسم مربوط به ترکیب مواد، افزودنی‌های بازدارنده شعله و رفتار احتراق TPEها حاصل می‌شود. در اینجا نحوه کمک TPEهای مقاوم در برابر شعله آمده است:

1. بازدارنده های شعله بدون هالوژن
بسیاری TPEهای مقاوم در برابر شعله به خصوص در صنایعی مانند هوافضا و حمل و نقل، از بازدارنده های شعله بدون هالوژن استفاده کنید. بازدارنده های هالوژنه سنتی (مانند آنهایی که حاوی برم یا کلر هستند) در کاهش سرعت احتراق بسیار موثر هستند اما در هنگام سوختن تمایل دارند گازهای سمی مانند کلرید هیدروژن (HCl) یا هیدروژن برومید (HBr) را آزاد کنند. این گازها هنگام استنشاق مضر هستند و می توانند باعث مشکلات شدید سلامتی از جمله آسیب تنفسی شوند.

کاهش گازهای سمی: با استفاده از بازدارنده های شعله بدون هالوژن، TPE ها در مواجهه با حرارت یا شعله زیاد بخارات سمی به میزان قابل توجهی آزاد می کنند. سیستم‌های بدون هالوژن، مانند آن‌هایی که مبتنی بر فسفر، نیتروژن یا مواد افزودنی بر پایه مواد معدنی هستند، در طی احتراق محصولات جانبی مضر کمتری تولید می‌کنند.

2. نسل کمتر دود
TPEهای بازدارنده شعله طوری طراحی شده اند که در مجموع دود کمتری را هنگام قرار گرفتن در معرض آتش تولید کنند. در فضاهای بسته مانند هواپیما و قطار، استنشاق دود یکی از علل اصلی مرگ و میر در آتش سوزی است. دود می تواند دید را مسدود کند، باعث وحشت می شود و اجزای سمی موجود در دود می تواند به شدت به سیستم تنفسی آسیب برساند.

مکانیسم: افزودنی های بازدارنده شعله در TPE ها می توانند مقدار ترکیبات آلی فرار (VOCs) آزاد شده در حین احتراق را کاهش دهند که مسئول ایجاد دود غلیظ و سیاه هستند. برخی از سیستم‌های مقاوم در برابر شعله، تشکیل زغال‌اخته را تقویت می‌کنند و لایه‌ای محافظ ایجاد می‌کنند که تجزیه پلیمر را کاهش می‌دهد و انتشار گرما و تولید دود را محدود می‌کند.

3. گازهای بی اثر و سرکوب دود
برخی از افزودنی های مقاوم در برابر شعله در TPE ها، مانند سیستم های تشدید کننده، گازهای بی اثری مانند نیتروژن یا بخار آب را هنگامی که در معرض دماهای بالا قرار می گیرند آزاد می کنند. این گازها به رقیق شدن غلظت اکسیژن در نزدیکی مواد در حال سوختن کمک می کنند و سرعت احتراق را کاهش می دهند و تشکیل دود را سرکوب می کنند.

مکانیسم: با ایجاد یک مانع فیزیکی (مانند یک لایه زغال سنگ) یا آزاد کردن گازهای بی اثر، این بازدارنده های شعله از تشکیل گازهای قابل اشتعال جلوگیری می کنند که هم در گسترش آتش و هم دود سمی نقش دارند.

4. به حداقل رساندن محصولات جانبی سمی
علاوه بر محلول های بدون هالوژن، TPE های بازدارنده شعله برای محدود کردن انتشار سایر محصولات جانبی سمی مانند مونوکسید کربن (CO) و سیانید هیدروژن (HCN) که در فضاهای بسته خطرناک هستند، فرموله می شوند. این گازهای سمی حتی در مقادیر کم می توانند کشنده باشند و یک نگرانی قابل توجه در کاربردهای حمل و نقل هستند.

فرمولاسیون: برای مبارزه با این امر، بازدارنده های شعله در TPE ها ممکن است شامل افزودنی هایی باشد که به عنوان سرکوب کننده آتش عمل می کنند و همچنین تشکیل این گازهای مضر را در طی احتراق کاهش می دهند.

5. تشکیل کاراکتر و حفاظت از سد
بسیاری از سیستم های بازدارنده شعله که در TPE ها استفاده می شوند با ایجاد یک لایه زغال سنگ بر روی سطح مواد در هنگام قرار گرفتن در معرض آتش کار می کنند. این ذغال سنگ به عنوان یک مانع عایق عمل می کند که گسترش شعله را کاهش می دهد و انتشار گازهای قابل اشتعال را محدود می کند که به نوبه خود هم از شدت آتش و هم از دود تولید شده می کاهد.

عملکرد سد: لایه زغال نه تنها از تجزیه بیشتر مواد زیرین جلوگیری می کند، بلکه از انتشار ترکیبات فراری که به سمیت دود کمک می کنند نیز جلوگیری می کند. این به محدود کردن مقدار ذرات مضر در هوا در هنگام آتش سوزی کمک می کند.

6. نرخ انتشار حرارت پایین
TPE های بازدارنده شعله به گونه ای طراحی شده اند که نرخ انتشار حرارت کمتری (HRR) در مقایسه با مواد غیر مقاوم در برابر شعله داشته باشند. HRR کمتر به این معنی است که مواد در حین احتراق گرمای کمتری را جذب و آزاد می کنند و شدت کلی آتش را کاهش می دهد.

تأثیر بر سمیت دود: با به حداقل رساندن شدت آتش، TPEهای بازدارنده شعله همچنین میزان مواد سوزانده شده را کاهش می دهند که به معنای کاهش گازهای سمی و ذرات در دود است. در فضاهای محدود مانند هواپیما و قطار، که تهویه محدود است، کاهش انتشار گرما به کنترل گسترش آتش کمک می کند و میزان دود مضر را محدود می کند.

7. رعایت استانداردهای دقیق ایمنی در برابر آتش
در صنایعی مانند هوافضا و حمل‌ونقل ریلی، مواد باید مطابق با استانداردهای دقیق آتش، دود و سمیت (FST) باشند، مانند EN 45545-2 برای قطارها و FAR 25.853 برای هواپیما. TPEهای بازدارنده شعله برای مطابقت با این استانداردها فرموله شده اند و تضمین می کنند که نه تنها در برابر اشتعال مقاومت می کنند بلکه حداقل دود و انتشار سمی را در صورت آتش سوزی تولید می کنند.

تأثیر استانداردها: این استانداردها باعث توسعه ترکیبات TPE بازدارنده شعله می شود که بر کاهش میزان بخارات سمی و حفظ ایمنی مسافران در محیط های بسته تمرکز می کنند. فرمول‌های بدون هالوژن و بازدارنده‌های آتش سوزی اغلب برای رعایت این مقررات ایمنی استفاده می‌شوند.

TPEهای بازدارنده شعله با استفاده از افزودنی‌های بدون هالوژن، تشکیل زغال‌اخته و مکانیسم‌هایی که نرخ انتشار گرما را کاهش می‌دهند، به طور قابل‌توجهی به کاهش سمیت دود در فضاهای محدود مانند هواپیما و قطار کمک می‌کنند. این مواد برای محدود کردن انتشار گازهای سمی و به حداقل رساندن تولید دود طراحی شده اند که آنها را برای بهبود ایمنی در برابر آتش و محافظت از مسافران در برابر اثرات مضر دود در هنگام آتش سوزی ضروری می کند.