1. Ritardante di fiamma inorganico:
I ritardanti di fiamma inorganici svolgono un ruolo di ritardante di fiamma, soprattutto grazie alle proprietà di accumulo termico e di conducibilità termica dell'ampio volume specifico del riempitivo. In questo modo il materiale non raggiunge facilmente la temperatura di decomposizione, oppure il ritardante di fiamma assorbe il calore durante la decomposizione termica, rallentando o arrestando il processo di aumento della temperatura del materiale principale. Il principio del ritardante di fiamma è che, quando viene riscaldato, rilascia acqua cristallina, che poi evapora, si decompone e rilascia vapore acqueo. In questo processo di reazione, è necessario assorbire molta energia termica generata dalla combustione, che può ridurre notevolmente la temperatura superficiale del materiale, in modo da ridurre notevolmente la possibilità di decomposizione termica e di combustione dei materiali polimerici.
2. Ritardanti di fiamma alogenati:
I ritardanti di fiamma alogenati sono oggi una delle più grandi produzioni mondiali di ritardanti di fiamma organici, e vengono utilizzati più ritardanti di fiamma alogenati contenenti bromo e cloro. La maggior parte dei ritardanti di fiamma alogenati sono organici e i principali materiali polimerici possono essere ben integrati tra loro. I ritardanti di fiamma alogenati, in quanto additivi ritardanti di fiamma, non modificano sostanzialmente le proprietà fisiche e chimiche del materiale polimerico stesso. Inoltre, la quantità di ritardanti di fiamma alogenati aggiunti è molto piccola, ma può avere un effetto ritardante particolarmente buono. I ritardanti di fiamma alogenati contenenti bromo sono composti alifatici, aliciclici e aromatici contenenti bromo, come il decabromodifeniletere, il decabromodifeniletano e il tetrabromobisfenolo A. I ritardanti di fiamma clorurati sono principalmente paraffine clorurate. Il principio dei ritardanti di fiamma a base di bromo e cloro è pressoché lo stesso: quando la temperatura è molto elevata, i ritardanti di fiamma alogeni nel legame carbonio-alogeno si rompono, rilasciando radicali alogeni, che possono essere molto utili per catturare il materiale polimerico a causa della degradazione termica di questi radicali liberi attivi, possono ridurre la concentrazione di radicali liberi, in modo da rallentare o fermare la combustione della reazione a catena dei radicali liberi. Inoltre, l'alogenuro di idrogeno rilasciato durante la decomposizione dei ritardanti di fiamma alogenati non brucia facilmente e può bloccare l'ossigeno, inibendo così la reazione di combustione. Tuttavia, se il materiale polimerico con ritardanti di fiamma alogenati brucia, produrrà una grande quantità di gas di alogenuro di idrogeno. Questo gas è tossico e corrosivo, assorbe facilmente l'umidità dell'aria trasformandosi in un acido idroalico molto corrosivo e produce molto fumo. Questi fumi, gas tossici e corrosivi sono dannosi per la salute umana, ma anche per lo spegnimento dell'incendio, la fuga e il successivo lavoro di recupero portano un problema particolarmente grande.
3.Ritardante di fiamma Al(OH)3 trattato.
L'idrossido di alluminio, chiamato anche ossido di alluminio triidrato (ATH), la cui formula molecolare è Al(OH)3, è uno dei ritardanti di fiamma inorganici apparsi molto presto, in grado di svolgere un effetto sinergico con molti elementi, non tossico e non corrosivo. L'uso di ritardanti di fiamma a base di idrossido di alluminio supera oggi l'80% del totale dei ritardanti di fiamma inorganici ed è ampiamente utilizzato in una varietà di prodotti plastici polimerici. L'aggiunta di idrossido di alluminio ai materiali polimerici riduce la concentrazione di polimeri infiammabili. Quando il materiale polimerico viene riscaldato (circa 250℃), l'idrossido di alluminio ha una reazione di disidratazione e può assorbire molta energia termica, impedendo in modo efficace che il materiale polimerico aumenti di temperatura. Allo stesso tempo, il vapore acqueo decomposto riduce la concentrazione di gas infiammabili e di ossigeno prodotti dalla combustione e impedisce che la combustione si propaghi. Allo stesso tempo, la decomposizione di un altro ossido metallico, l'ossido di alluminio (Al2O3), grazie all'elevata attività catalitica, può accelerare la reazione di reticolazione termica del polimero, formando sulla superficie del polimero uno strato di pellicola carbonizzata; questo strato di pellicola può rallentare efficacemente la combustione durante il trasferimento di calore, svolgendo così un ruolo di ritardante di fiamma. L'ossido di alluminio può anche adsorbire le particelle, non lasciando uscire il fumo. In generale, maggiore è l'aggiunta di idrossido di alluminio, migliore è l'effetto ritardante di fiamma, ma se ne viene aggiunto troppo, la resistenza del materiale polimerico si riduce notevolmente. Un altro svantaggio dell'idrossido di alluminio è che la temperatura di decomposizione è relativamente bassa, tra 245 e 320 ℃ si ha una reazione di disidratazione, quindi l'aggiunta di idrossido di alluminio ritardante di fiamma limita anche la temperatura di lavorazione dei materiali polimerici.
4. Ritardanti di fiamma al fosforo.
In base alle caratteristiche e alla composizione, i ritardanti di fiamma al fosforo possono essere suddivisi in ritardanti di fiamma al fosforo inorganico e ritardanti di fiamma al fosforo organico. Il ritardante di fiamma al fosforo inorganico è costituito da fosforo rosso, fosfato di ammonio, polifosfato di ammonio, mentre il ritardante di fiamma al fosforo organico è costituito da estere di fosfato, fosfito e così via. Il ritardante di fiamma al fosforo è anche un tipo di ritardante di fiamma ad alta efficienza, molto stabile e ampiamente utilizzato; il suo principio ritardante di fiamma è principalmente attraverso la formazione di un film di isolamento per ottenere l'effetto ritardante di fiamma. Esistono due metodi diversi per la formazione del film barriera: (1) quando l'effetto ritardante di fiamma viene esercitato su polimeri contenenti ossigeno: la degradazione termica del ritardante di fiamma produce qualcosa che può far disidratare e carbonizzare molto rapidamente la superficie del polimero, formando poi uno strato carbonizzato. Poiché il carbonio monolitico non subisce il tipo di combustione evaporativa e di decomposizione che produce le fiamme, agisce come ritardante di fiamma. La reazione chimica che si verifica all'interno è la decomposizione termica dei composti contenenti fosforo e il prodotto finale è l'acido poli(metafosforico), che è un agente disidratante molto forte. (2) Il ritardante di fiamma al fosforo, alla temperatura di combustione, si decompone in un materiale simile al vetro non volatile, che può essere avvolto dalla superficie del polimero; questo stretto strato protettivo può svolgere il ruolo di strato di isolamento. Il ritardante di fiamma organofosforico agisce principalmente nella fase di decomposizione dei materiali polimerici all'inizio dell'incendio. Può promuovere la carbonizzazione per disidratazione del materiale polimerico, in modo che il materiale polimerico non possa produrre gas infiammabili, e poiché i composti non volatili del fosforo svolgono il ruolo di coagulante, i composti del carbone formano una pellicola protettiva di carbonio, l'aria esterna e il calore vengono isolati.
5.Silicio ritardante di fiamma.
Il ritardante di fiamma siliconico è composto da silicio inorganico e silicone, biossido di silicio inorganico, silice, silicato, talco e così via; questo tipo di ritardante di fiamma è spesso utilizzato come riempitivo; il ritardante di fiamma siliconico è un ritardante di fiamma recentemente apparso senza elementi alogeni, ma anche una sorta di inibizione del fumo prodotto dall'agente carbonioso, che si riferisce principalmente a resine siliconiche, polisilossani (come l'olio di silicone, la resina siliconica, la gomma siliconica e una varietà di copolimeri di silicone e così via), polisilani e così via, quello in più rapida crescita è il polisilossano. Il suo meccanismo di ritardo di fiamma si manifesta principalmente nel meccanismo di ritardo di fiamma in fase condensata, ovvero attraverso la generazione di uno strato carbonioso fessurato e il miglioramento della capacità antiossidante dello strato carbonioso per ottenere l'effetto ritardante di fiamma. Dopo l'aggiunta di ritardanti di fiamma organosiliconici ai materiali polimerici, la maggior parte dei ritardanti di fiamma organosiliconici si sposta sulla superficie del materiale e reagisce ad alta temperatura per formare uno strato di silicato contenente carbonio sulla superficie del polimero, che può svolgere un ruolo nel rallentare o impedire la fuoriuscita di gas infiammabili e la generazione di radicali liberi. Allo stesso tempo, il ritardante di fiamma può anche promuovere la trasformazione del polimero in carbonio, che può ridurre il tasso di degradazione del polimero, in modo che non sia facile da decomporre termicamente ad alte temperature. D'altra parte, i ritardanti di fiamma a base di silicone subiscono anche una decomposizione termica per effetto del calore; questo processo deve assorbire molto calore, il che può far sì che il materiale ritardante di fiamma rallenti o smetta di riscaldarsi.