پودر ضد شعله (Flame Retardant Powder) نوعی موادی هستند که می توانند به مواد قابل احتراق اضافه شوند، تا از گسترش آتش سوزی جلوگیری کرده یا آن را کاهش دهند. پودرهای ضد شعله معمولا روی منسوجات، پلاستیک ها و روکش‌ها اعمال می شوند تا از اقلام در برابر آتش گرفتن محافظت کنند. برای ساخت پودر ضد شعله، می توان از انواع مختلفی مواد شیمیایی پودری مختلف استفاده کرد یا آنها را با هم ترکیب کرد. بازدارنده های شعله در هنگام مواجهه با آتش، می توانند به روش های مختلفی واکنش نشان دهند.
پودرهای ضد شعله مواد شیمیایی هستند که برای جلوگیری یا خاموش کردن انتشار شعله در رزین ها، الاستومرها، منسوجات، پوشش ها، چسب ها و درزگیرها استفاده می شوند. مجموعه کولاک یکی از بهترین مجموعه های تولید پودر ضد حریق می باشد.
مهم ترین دسته بندی این محصولات عبارتند از ترکیبات برم دار، ترکیبات آلی فسفر، ترکیبات کلردار، تری هیدروکسید آلومینیوم، اکسید آنتیموان، ترکیبات بور و هیدروکسید منیزیم. در سال ۲۰۱۹، مهم ترین نوع محصول بازدارنده شعله از نظر حجمی، تری هیدروکسید آلومینیوم با ۳۸ درصد از کل بازار بود و پس از آن ترکیبات آلی فسفر (۱۸ درصد)، ترکیبات برومه (۱۷ درصد) و اکسیدهای آنتیموان (۹ درصد) قرار گرفتند.
مواد شیمیایی مقاوم در برابر شعله به محصولاتی از جمله فوم مبلمان، لوازم الکترونیکی، محصولات کودکان و عایق های ساختمانی اضافه می شوند تا استانداردهای اشتعال پذیری را رعایت کنند. متأسفانه، این استانداردها اغلب پیش بینی کننده های ضعیفی برای خطرات آتش سوزی در زندگی واقعی هستند و منجر به استفاده غیر ضروری از این مواد شیمیایی سمی می شوند
کارایی پودرهای ضد شعله مورد بحث است، زیرا ممکن است در جلوگیری از آتش سوزی یا فراهم کردن زمان قابل توجه برای خروج در صورت آتش سوزی موثر نباشند. همچنین برخی از بازدارنده های شعله با افزایش خطر سرطان، آسیب رشد و تولید مثل و اختلالات هورمونی مرتبط هستند.
این دسته از بازدارنده های شعله شامل سیستم های مبتنی بر کلر است. اما شاید شناخته شده ترین آنها بازدارنده‌های شعله برم (BRF) باشد BFR. ها معمولا توسط کسانی که در صنعت الکترونیک هستند و همچنین در منسوجات، محصولات ساختمانی و پوشش ها استفاده می شوند.
برم به این دلیل استفاده می شود که قبل از اینکه ماده به دمای اشتعال برسد، اتم های فعال برم در فاز گاز آزاد می شود و واکنش های شیمیایی را که در داخل شعله رخ می دهد را خاموش می کند. این عمل می تواند از وقوع فرآیند سوختن جلوگیری کند یا می تواند آن را کند تر کند تا اقدامات دیگری برای خاموش کردن آتش انجام شود.
از مسائل مهم در مورد این نوع بازدارنده شعله این است که به دلیل نگرانی های ایمنی به طور فزاینده ای در محصولات ممنوع می شوند. سازمان استاندارد به عنوان مثال، به طور خاص بی فنیل های پلی برومینه و دی فنیل اترهای پلی برومینه را که می توان در لوازم خانگی، تجهیزات فناوری اطلاعات، تجهیزات روشنایی، دستگاه های پزشکی، اسباب بازی ها و نیمه هادی ها یافت را محدود می کند.
بسیاری از ترکیبات معدنی به عنوان پودر ضد شعله یا کاتالیزور در یک سیستم بازدارنده شعله استفاده می شوند. هنگامی که صحبت از بازدارنده های شعله می شود، این مواد اغلب باید در غلظت های زیاد برای دستیابی به نتایج مطلوب استفاده شوند. به طور متناوب، آنها باید همراه با انواع دیگر بازدارنده های شعله استفاده شوند، تا موثر باشند.
به عنوان مثال، اکسیدهای آنتیموان به خودی خود خاصیت بازدارنده شعله ندارند، اما هنگامی که با بازدارنده های شعله بر پایه برم یا کلر ترکیب می شوند، به صورت هم افزایی اثر می کنند. این بدان معناست که اکسیدهای آنتیموان به عنوان یک کاتالیزور عمل می کنند و باعث می شوند که برم یا کلر سریع تر تجزیه شود، بنابراین اتم های فعال برم را با سرعت بیشتری در فاز گاز آزاد می کنند.
اکسیدهای آنتیموان نیز با ترکیبات برم یا کلر واکنش داده و ترکیبات هالوژنی فرار آنتیموان تولید می کنند.
بازدارنده های غیرآلی که می توانند به طور مستقل مورد استفاده قرار گیرند، شامل هیدروکسیدهای آلومینیوم و منیزیم هستند. این ترکیبات از طریق انتشار گازهای بی اثر (مانند بخار آب)، ایجاد یک لایه محافظ کربن یا جذب انرژی (به این معنی که میزان انرژی موجود برای آتش کاهش می یابد) در فرآیند سوختن دخالت می کنند.
این ترکیبات هم از نظر شیمیایی به مواد متصل می شوند و هم از نظر فیزیکی به عنوان یک افزودنی ترکیب می شوند. هنگامی که ترکیب فسفر گرم می شود، کربن را بوجود می آورد و در نتیجه از تشکیل گاز قابل احتراق جلوگیری می کند و فرآیند سوختن را مهار می کند.
همچنین نوع ارگانوفسفر این ترکیب که از نظر ساختار و عملکرد مشابه آفت کش های ارگانوفسفره هستند، جایگزین بازدارنده های شعله هالوژنه می شوند.
محصولات مبتنی بر ملامین رایج ترین نوع بازدارنده شعله نیتروژن هستند. هنگامی که ملامین در فاز متراکم است، ساختارهای مولکولی آن به ساختارهای متقاطع تبدیل می شوند.
این دگرگونی باعث تشکیل کربن می شود که مانع از تامین اکسیژن برای شعله می شود. این نمونه ای از بازدارنده شعله فاز جامد است.
بازدارنده های شعله یا از فرآیند سوختن جلوگیری می کنند، یا آن را متوقف می کنند. این عمل را می توانند با دو مکانیسم مختلف انجام دهند:
این نوع پودرهای ضد شعله، شیمی فرآیند سوختن را تغییر می دهند. بازدارنده های شعله، رادیکال های کلر و برم را به صورت گاز در معرض دید قرار می دهند و این محصولات گازی با H و OH واکنش داده و آنها را برای سوختن بی اثر می کنند.
همچنین مواد افزودنی مانند خاک رس باعث تشکیل خاکستر می شود که مانع از انتشار شعله می شود.
در این مکانیسم، مواد مقاوم در برابر شعله، گرمای ایجاد شده را در ناحیه مستعد سوختن را مصرف می کنند. پودرهای ضد شعله از گرمای موجود در محیط استفاده می کنند و بنابراین گرمای محیط را کاهش می دهند. در این دسته بازدارنده های شعله تری هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیم وجود دارند. این مواد بخار آب را در دمای ۲۰۰ درجه سانتی گراد تا ۳۰۰ درجه سانتی گراد نگه می دارند. واکنشی که بخار آب تولید می کند گرماگیر است، بنابراین از انرژی گرمایی که در محیط سوزاندن رخ می دهد استفاده می کند..
بازدارنده های شعله از انواع مختلفی از مواد شیمیایی موجود در محصولات تشکیل شده اند. آنها برای جلوگیری از آتش گرفتن وسایل و محدود کردن گسترش آتش استفاده می شوند. بازدارنده های شعله ممکن است در محصولات مصرفی صنایع مختلف مانند موارد زیر یافت شوند:
• رنگ و پوشش
• روان کننده ها و گریس ها
• عایق فوم اسپری
• صفحات فوم ساختمانی
• محصولات فوم ضد آب
• چسب و درزگیر
• تشک ها
• اسباب بازی های پر شده
• بالش و کوسن
• مبلمان روکش شده
• محصولات پلاستیکی و لاستیکی
• چادرها
• پارچه ها
• تن پوش
• ملافه
• کفپوش های نساجی
• تولید کامپیوترها
• ساخت لوازم خانگی
