Nguyên lý chống cháy của cáp không chứa halogen ít khói
Chất chống cháy không chứa halogentạo ra ít khói khi đốt và không tạo ra khí độc hoặc ăn mòn. Các chất phụ gia chống cháy không chứa halogen chủ yếu là các hợp chất phốt pho và hydroxit kim loại. Hai loại hợp chất này không bay hơi và không tạo ra khí ăn mòn khi đốt và được gọi là chất chống cháy không gây ô nhiễm. Sau đây là phần giới thiệu về nguyên lý chống cháy của chất chống cháy không chứa halogen:
1. Hiệu ứng thu nhiệt
Nhiệt lượng tỏa ra từ bất kỳ quá trình đốt cháy nào trong thời gian ngắn đều bị hạn chế. Nếu một phần nhiệt lượng do nguồn lửa tỏa ra có thể được hấp thụ trong thời gian ngắn thì nhiệt độ ngọn lửa sẽ giảm, nhiệt tỏa ra bề mặt cháy và nhiệt tác động lên quá trình phân hủy các phân tử dễ cháy vốn đã khí hóa thành các gốc tự do sẽ bị giảm đi và phản ứng đốt cháy sẽ bị ức chế ở một mức độ nhất định. Trong điều kiện nhiệt độ cao, chất chống cháy trải qua phản ứng thu nhiệt mạnh, hấp thụ một phần nhiệt tỏa ra từ quá trình đốt cháy, làm giảm nhiệt độ của bề mặt dễ cháy, ức chế hiệu quả việc tạo ra khí dễ cháy và ngăn chặn sự lan rộng của quá trình đốt cháy. Cơ chế chống cháy của chất chống cháy Al(OH)3 là cải thiện đặc tính chống cháy của nó bằng cách tăng khả năng sinh nhiệt của polyme để nó hấp thụ nhiều nhiệt hơn trước khi đạt đến nhiệt độ phân hủy nhiệt. Loại chất chống cháy này phát huy tối đa đặc tính hấp thụ một lượng nhiệt lớn khi kết hợp với hơi nước để nâng cao khả năng chống cháy của chính nó.
2. Hiệu ứng che phủ
Sau khi thêm chất chống cháy vào vật liệu dễ cháy, chất chống cháy có thể tạo thành lớp phủ xốp thủy tinh hoặc ổn định ở nhiệt độ cao, cách ly oxy và có tác dụng cách nhiệt, cách ly oxy và ngăn chặn sự thoát ra của khí dễ cháy, từ đó đạt được mục đích về khả năng chống cháy. Ví dụ, khi nung nóng chất chống cháy phốt pho hữu cơ, chúng có thể tạo ra các chất rắn liên kết ngang hoặc các lớp cacbon hóa có cấu trúc ổn định hơn. Sự hình thành của lớp cacbon hóa một mặt có thể ngăn polyme tiếp tục nhiệt phân, mặt khác, nó có thể ngăn các sản phẩm phân hủy nhiệt bên trong nó đi vào pha khí để tham gia vào quá trình đốt cháy.
3. Ức chế phản ứng dây chuyền
Theo lý thuyết phản ứng dây chuyền của quá trình đốt cháy, cần có các gốc tự do để duy trì quá trình đốt cháy. Chất chống cháy có thể tác động lên vùng cháy pha khí, thu giữ các gốc tự do trong phản ứng đốt cháy, từ đó ngăn chặn sự lan rộng của ngọn lửa, làm giảm mật độ ngọn lửa trong vùng cháy và cuối cùng là giảm tốc độ phản ứng cháy cho đến khi dừng lại. Ví dụ, chất chống cháy có chứa halogen có nhiệt độ bay hơi bằng hoặc tương tự với nhiệt độ phân hủy của polyme. Khi polyme bị phân hủy bởi nhiệt, chất chống cháy cũng bay hơi cùng lúc. Tại thời điểm này, chất chống cháy có chứa halogen và các sản phẩm phân hủy nhiệt đều ở trong vùng đốt pha khí cùng một lúc. Halogen có thể thu giữ các gốc tự do trong phản ứng đốt cháy, từ đó ngăn chặn sự lan rộng của ngọn lửa, giảm mật độ ngọn lửa trong vùng đốt và cuối cùng là giảm tốc độ phản ứng đốt cháy cho đến khi dừng lại.
4. Tác dụng gây ngạt của khí không cháy
Khi đun nóng,chống cháyphân hủy thành khí không cháy, làm loãng nồng độ của khí dễ cháy bị phân hủy từ chất dễ cháy xuống dưới giới hạn dưới của quá trình cháy. Đồng thời, nó cũng làm loãng nồng độ oxy trong vùng đốt, ngăn cản quá trình đốt cháy tiếp tục, do đó đạt được hiệu quả chống cháy.
