مروري بر كارايي بازدارنده‌هاي ‌‌شعله بي‌هالوژن براي پلي‌اولفين‌ها

A Review on the Performance of Halogen-free Flame Retardants for Polyolefins

پلي­ اولفين ­ها از پركاربرد­ترين دسته مواد پليمري با مقاومت اشتعال­ پذيري كم هستند. امروزه، به­ كار­گيري افزودني­ هاي بي­ هالوژن براي ايجاد خواص بازدارندگي شعله در پلي­ اولفين ها، به­ دليل مشكلات زيست­محيطي افزودني­ هاي هالوژن­ دار، حائز اهميت است. بازدارنده­ هاي شعله بي­ هالوژن به چند دسته تقسيم مي­شوند كه مهم­ترين آن­ها انواع برپايه فسفر، مواد معدني، نيتروژن، سيليسيم، بور و سامانه­ هاي گرماتورمي هستند. در اين مقاله، سازوكار عملكرد و كارايي هر يك از اين عوامل بازدارنده شعله براي سامانه ­هاي پليمري برپايه پلي­ اولفين­ ها بررسي شده­ اند. نتايج مطالعات نشان مي­ دهند، براي دست­يابي به خواص مقاومت در برابر اشتعال مطلوب براي پلي­ اولفين­ ها، به­ علت بازده نسبتاً كم اكثر تركيبات ضدشعله بي­ هالوژن، استفاده از مقدار­ زياد آن­ها در فرمول ­بندي محصول­ توليدي لازم است كه به افت قابل توجه خواص مكانيكي آن منجر مي ­شود. به­ منظور غلبه بر اين مشكل، تركيب افزودني­ هاي بي­ هالوژن براي دست­يابي به اثر هم­افزايي، با هم استفاده مي ­شوند. براساس نتايج حاصل از مطالعات مشخص شده است، مناسب­ترين سامانه مكمل در كنار اكثر افزودني­ هاي بي­ هالوژن براي رسيدن به اثر هم­ افزايي در ايجاد مقاومت اشتعال ­پذيري براي پلي­ اولفين­ ها، سامانه­ هاي گرماتورمي هستند. اين اثر هم­ افزايي با سازوكار فاز جامد و تقويت پوشش محافظ در اين فاز ناشي از وجود سامانه گرماتورمي ايجاد مي­ شود.

P olyolefins (POs) are one of the most widely used classes of polymeric materials with low flammability. Today, the use of halogen-free retardants (HFFRs) for polyolefins is important due to the environmental problems of halogen additives. Halogen-free flame retardants are divided into several categories, which the most important include phosphorusbased types, minerals, nitrogen, silicon, boron, and intumescent systems. In this article, the operation mechanism and performance of these additives as the flame retardants for POs-based systems are reviewed. The results show that in order to achieve the desired flame resistance properties for polyolefins, due to the relatively low efficiency of most halogen-free flame retardant compounds, large amounts are used in the formulation, resulting in a significant decrease of thier mechanical properties. To overcome this problem, combinations of halogen-free flame retardants with synergistic effect should be used for POs. Based on the studies, it has been found that intumescent systems are the most effective additives, along with most of the halogen-free additives to achieve the synergistic effect in creating flame resistance for polyolefins. This synergistic effect is created by the solid phase mechanism and the strengthening of the protective coating in this phase due to the presence of a intumescent systems.