Opóźniacze palenia

Testy z otwartym płomieniem porównują palność niepoddanej obróbce pianki poliuretanowej (góra) i identycznej powierzchni próbki pianki poddanej obróbce powłoką przypominającą kanapkę zawierającą warstwowe podwójne wodorotlenki. Po 90 sekundach od zapłonu nieobrobiona piana zostaje całkowicie spalona. Eksperymentalny środek zmniejszający palność stworzył ochronną pozostałość, która powodowała zmniejszanie się wielkości płomieni, a następnie ich gaszenie.

Opóźniacze palenia (retardanty palenia, środki opóźniające palność, uniepalniacze, antypireny, inhibitory spalania, FR – z ang. flame retardant) – substancje chemiczne stosowane jako dodatki do tworzyw sztucznych i innych materiałów w celu ograniczenia ich palności lub zmniejszenia szybkości ich spalania[1].

Uniepalniacze tworzyw sztucznych można dodawać na etapie polimeryzacji lub sieciowania polimeru (zostają one wówczas wbudowane w jego strukturę) lub podczas jego przetwarzania. Jako opóźniacze palenia stosuje się m.in. związki organiczne zawierające chlor, brom (np. pentabromofenol, C6Br5OH), fosfor (np. fosfoniany) lub azot (np. melamina), a także związki nieorganiczne, np. szkło, krzemionkę, tlenek żelaza(III), wodorotlenek glinu, wodorotlenek magnezu, tlenek tytanu(IV) i wiele innych[2]. Opóźniacze palenia stosowane są także do produktów pochodzenia naturalnego, np. bawełny i celulozy[3]. Jednym z pierwszych środków opóźniających palność był ałun potasowy, stosowany już w starożytności do impregnacji przeciwogniowej drewna[4]. Do przeciwogniowej impregnacji tkanin i drewna stosowane jest też szkło wodne[5].

Ok. 90% środków opóźniających palność wykorzystywanych jest w przemyśle tworzyw sztucznych (dużą wagę przywiązuje się np. do obniżania palności pianek poliuretanowych[6]). Szacuje się, że ok. 30% ich produkcji to tworzywa zawierające inhibitory spalania[1]. W roku 2005 na rynku europejskim dostępnych było 175 tego typu środków. Opóźniacze palenia zawierające brom i chlor zgodnie z dyrektywami Unii Europejskiej są wycofywane z użycia ze względu na ochronę środowiska[7].

Mechanizmy działania opóźniaczy palenia są różne, np.[2]:

  • pochłanianie dużych ilości ciepła podczas rozkładu
  • wydzielanie związków utrudniających dostęp tlenu, np. pary wodnej
  • tworzenie sztywnej warstwy spieczonej chroniącej głębsze warstwy materiału
  • pęcznienie powierzchniowe i wytworzenie warstwy izolującej termicznie
  • wydzielanie rodników zakłócających proces palenia.

Aktualnie wiele z opóźniaczy palenia podejrzewanych jest jako związki endokrynnie czynne (EDCs, z ang. endocrine disruptor chemicals/compounds)[8][9]. Przykładami są np. Tetrabromobisfenol-A (TBBPA)[8] lub tris(2,3-dibromopropylo)izocyjanuran (TBC)[10].

Przypisy

  1. ↑ a b Rhoda AfriyieR.A. Mensah Rhoda AfriyieR.A. i inni, A review of sustainable and environment-friendly flame retardants used in plastics, „Polymer Testing”, 108, 2022, s. 107511, DOI: 10.1016/j.polymertesting.2022.107511 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  2. ↑ a b JingjingJ. Shen JingjingJ. i inni, The Flame-Retardant Mechanisms and Preparation of Polymer Composites and Their Potential Application in Construction Engineering, „Polymers”, 14 (1), 2021, s. 82, DOI: 10.3390/polym14010082, ISSN 2073-4360, PMID: 35012105, PMCID: PMC8747271 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  3. ↑ FaizaF. Safdar FaizaF. i inni, Eco-friendly, efficient and durable flame retardant coating for cotton fabrics using phytic acid/silane hybrid sol, „Materials Chemistry and Physics”, 311, 2024, s. 128568, DOI: 10.1016/j.matchemphys.2023.128568 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  4. ↑ LauraL. Lowden LauraL., TerenceT. Hull TerenceT., Flammability behaviour of wood and a review of the methods for its reduction, „Fire Science Reviews”, 2 (1), 2013, s. 4, DOI: 10.1186/2193-0414-2-4, ISSN 2193-0414 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  5. ↑ SohyunS. Park SohyunS., YeonjungY. Han YeonjungY., Dong WonD.W. Son Dong WonD.W., Flame Retardancy of Plywood Treated with Various Water Glass Concentration and Additives, „Journal of the Korean Wood Science and Technology”, 49 (1), 2021, s. 44–56, DOI: 10.5658/WOOD.2021.49.1.44, ISSN 1017-0715 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  6. ↑ ShaolinS. Lu ShaolinS. i inni, Preparation of Flame-Retardant Polyurethane and Its Applications in the Leather Industry, „Polymers”, 13 (11), 2021, s. 1730, DOI: 10.3390/polym13111730, ISSN 2073-4360, PMID: 34070588, PMCID: PMC8198486 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  7. ↑ PierreP. Hennebert PierreP., MontserratM. Filella MontserratM., WEEE plastic sorting for bromine essential to enforce EU regulation, „Waste Management”, 71, 2018, s. 390–399, DOI: 10.1016/j.wasman.2017.09.031 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  8. ↑ a b EvanthiaE. Diamanti-Kandarakis EvanthiaE. i inni, Endocrine-Disrupting Chemicals: An Endocrine Society Scientific Statement, „Endocrine Reviews”, 30 (4), 2009, s. 293–342, DOI: 10.1210/er.2009-0002, ISSN 0163-769X, PMID: 19502515, PMCID: PMC2726844 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
  9. ↑ KonradK. Szychowski KonradK., AnnaA. Wójtowicz AnnaA., Składniki tworzyw sztucznych zaburzające funkcje układu nerwowego, „Postępy Higieny i Medycyny Doświadczalnej”, 67, 2013, s. 499–506, DOI: 10.5604/17322693.1051001, ISSN 1732-2693 [dostęp 2024-08-17] .
  10. ↑ AnnaA. Tabęcka-Łonczyńska AnnaA. i inni, Reprotoxic Effect of Tris(2,3-Dibromopropyl) Isocyanurate (TBC) on Spermatogenic Cells In Vitro, „Molecules”, 28 (5), 2023, s. 2337, DOI: 10.3390/molecules28052337, ISSN 1420-3049, PMID: 36903582, PMCID: PMC10005038 [dostęp 2024-08-17]  (ang.).
Kontrola autorytatywna (klasa substancji chemicznych o wspólnym zastosowaniu lub funkcji):
  • GND: 4154557-6
  • NDL: 00568036