পিপি-তে ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধকের প্রয়োগ

ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধক হলো এক প্রকার উচ্চ-দক্ষ, নির্ভরযোগ্য এবং বহুল ব্যবহৃত অগ্নি প্রতিরোধক যা গবেষকদের কাছ থেকে ব্যাপক মনোযোগ আকর্ষণ করেছে। এদের সংশ্লেষণ এবং প্রয়োগে উল্লেখযোগ্য সাফল্য অর্জিত হয়েছে।

১. পিপি-তে ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধকের প্রয়োগ

পলিপ্রোপিলিনের (পিপি) ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলো এর শিল্পক্ষেত্রে প্রয়োগের ক্ষেত্রে অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। তবে, এর সীমিত অক্সিজেন সূচক (এলওআই) মাত্র প্রায় ১৭.৫%, যা এটিকে অত্যন্ত দাহ্য এবং দ্রুত দহনশীল করে তোলে। শিল্পক্ষেত্রে পিপি উপকরণের উপযোগিতা এর অগ্নি প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং ভৌত বৈশিষ্ট্য উভয়ের দ্বারাই প্রভাবিত হয়। সাম্প্রতিক বছরগুলোতে, অগ্নি-প্রতিরোধী পিপি উপকরণের ক্ষেত্রে মাইক্রোএনক্যাপসুলেশন এবং পৃষ্ঠতল পরিবর্তন প্রধান ধারায় পরিণত হয়েছে।

উদাহরণ ১: সিলেন কাপলিং এজেন্ট (KH-550) এবং একটি সিলিকন রেজিন ইথানল দ্রবণ দ্বারা পরিবর্তিত অ্যামোনিয়াম পলিফসফেট (APP) পিপি (PP) উপাদানে প্রয়োগ করা হয়েছিল। যখন পরিবর্তিত APP-এর ভর ভগ্নাংশ ২২%-এ পৌঁছায়, তখন উপাদানটির LOI বৃদ্ধি পেয়ে ৩০.৫% হয়, একই সাথে এর যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলোও প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে এবং অপরিবর্তিত APP দ্বারা অগ্নি-প্রতিরোধী পিপি উপাদানগুলোর চেয়ে উন্নততর কার্যকারিতা প্রদর্শন করে।

উদাহরণ ২: ইন-সিটু পলিমারাইজেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে এপি-পি (APP)-কে মেলামাইন (MEL), হাইড্রোক্সিল সিলিকন অয়েল এবং ফরমালডিহাইড রেজিন দ্বারা গঠিত একটি আবরণে আবদ্ধ করা হয়েছিল। এরপর মাইক্রোক্যাপসুলগুলোকে পেন্টাইরিথ্রিটলের সাথে মিশ্রিত করে অগ্নি প্রতিরোধ ক্ষমতার জন্য পিপি (PP) উপাদানে প্রয়োগ করা হয়। উপাদানটি চমৎকার অগ্নি প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে, যার এলওআই (LOI) ছিল ৩২% এবং উল্লম্ব দহন পরীক্ষার রেটিং ছিল ইউএল৯৪ ভি-০ (UL94 V-0)। এমনকি গরম জলে নিমজ্জন প্রক্রিয়ার পরেও, যৌগটি তার ভালো অগ্নি প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য ধরে রেখেছিল।

উদাহরণ ৩: এপিপি-কে অ্যালুমিনিয়াম হাইড্রোক্সাইড (এটিএইচ) দিয়ে প্রলেপ দিয়ে পরিবর্তিত করা হয়েছিল, এবং পরিবর্তিত এপিপি-কে পিপি উপকরণে ব্যবহারের জন্য ডাইপেন্টাইরিথ্রিটলের সাথে ২.৫:১ ভরের অনুপাতে মিশ্রিত করা হয়েছিল। যখন অগ্নি প্রতিরোধকের মোট ভর ভগ্নাংশ ২৫% ছিল, তখন এলওআই ৩১.৮%-এ পৌঁছেছিল, অগ্নি প্রতিরোধক রেটিং ভি-০ অর্জন করেছিল, এবং সর্বোচ্চ তাপ নির্গমন হার উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছিল।

২. পিএস-এ ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধকের প্রয়োগ

পলিস্টাইরিন (পিএস) অত্যন্ত দাহ্য এবং প্রজ্বলন উৎস সরিয়ে নেওয়ার পরেও এটি জ্বলতে থাকে। উচ্চ তাপ নির্গমন এবং দ্রুত শিখা ছড়িয়ে পড়ার মতো সমস্যা মোকাবেলায়, পিএস-এর অগ্নি প্রতিরোধে হ্যালোজেন-মুক্ত ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধক একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে। পিএস-এর জন্য প্রচলিত অগ্নি প্রতিরোধক পদ্ধতিগুলোর মধ্যে রয়েছে কোটিং, ইমপ্রেগনেশন, ব্রাশিং এবং পলিমারাইজেশন-পর্যায়ের অগ্নি প্রতিরোধ ব্যবস্থা।

উদাহরণ ১: N-β-(অ্যামিনোইথাইল)-γ-অ্যামিনোপ্রোপাইলট্রাইমিথোক্সিসিলেন এবং ফসফরিক অ্যাসিড ব্যবহার করে সল-জেল পদ্ধতির মাধ্যমে প্রসারণশীল PS-এর জন্য একটি ফসফরাস-যুক্ত অগ্নি-প্রতিরোধী আঠা সংশ্লেষণ করা হয়েছিল। একটি কোটিং পদ্ধতি ব্যবহার করে অগ্নি-প্রতিরোধী PS ফোম প্রস্তুত করা হয়েছিল। যখন তাপমাত্রা ৭০০°C অতিক্রম করে, তখন আঠা দিয়ে প্রক্রিয়াকৃত PS ফোমটিতে ৪৯%-এর বেশি চার স্তর তৈরি হয়।

বিশ্বজুড়ে গবেষকরা ভিনাইল বা অ্যাক্রাইলিক যৌগের মধ্যে ফসফরাস-যুক্ত অগ্নি-প্রতিরোধী কাঠামো যুক্ত করেছেন, যেগুলোকে পরবর্তীতে স্টাইরিনের সাথে কোপলিমারাইজ করে নতুন ফসফরাস-যুক্ত স্টাইরিন কোপলিমার তৈরি করা হয়। গবেষণায় দেখা গেছে যে, বিশুদ্ধ পিএস-এর তুলনায় ফসফরাস-যুক্ত স্টাইরিন কোপলিমারগুলো উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত এলওআই (LOI) এবং চার রেসিডিউ (char residue) প্রদর্শন করে, যা এর উন্নত তাপীয় স্থিতিশীলতা এবং অগ্নি-প্রতিরোধ ক্ষমতা নির্দেশ করে।

উদাহরণ ২: গ্রাফট কোপলিমারাইজেশন প্রক্রিয়ার মাধ্যমে পলিস্টাইরিনের (PS) প্রধান শৃঙ্খলে একটি ভিনাইল-টার্মিনেটেড অলিগোমেরিক ফসফেট হাইব্রিড ম্যাক্রোমনোমার (VOPP) গ্রাফট করা হয়েছিল। এই গ্রাফট কোপলিমারটি একটি সলিড-ফেজ মেকানিজমের মাধ্যমে অগ্নি প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে। VOPP-এর পরিমাণ বাড়ার সাথে সাথে LOI বৃদ্ধি পায়, সর্বোচ্চ তাপ নির্গমন হার ও মোট তাপ নির্গমন হ্রাস পায় এবং গলিত ফোঁটা পড়া বন্ধ হয়ে যায়, যা এর উল্লেখযোগ্য অগ্নি-প্রতিরোধক প্রভাব প্রমাণ করে।

এছাড়াও, পিএস-এর অগ্নি প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য অজৈব ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধকগুলোকে গ্রাফাইট বা নাইট্রোজেন-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধকের সাথে রাসায়নিকভাবে যুক্ত করা যেতে পারে। পিএস-এ ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধক প্রয়োগের জন্য কোটিং বা ব্রাশ করার পদ্ধতিও ব্যবহার করা যেতে পারে, যা উপাদানটির এলওআই (LOI) এবং চার রেসিডিউকে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করে।

৩. পিএ-তে ফসফরাস-ভিত্তিক অগ্নি প্রতিরোধকের প্রয়োগ

পলিমাইড (PA) অত্যন্ত দাহ্য এবং দহনের সময় প্রচুর ধোঁয়া উৎপন্ন করে। যেহেতু PA ইলেকট্রনিক উপাদান এবং সরঞ্জামগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, তাই এতে আগুন লাগার ঝুঁকি বিশেষভাবে গুরুতর। এর প্রধান শৃঙ্খলে অ্যামাইড কাঠামো থাকার কারণে, PA-কে বিভিন্ন পদ্ধতি ব্যবহার করে অগ্নি-প্রতিরোধী করা যায়, এবং এক্ষেত্রে সংযোজক ও প্রতিক্রিয়াশীল উভয় প্রকার অগ্নি-প্রতিরোধকই অত্যন্ত কার্যকর বলে প্রমাণিত হয়েছে। অগ্নি-প্রতিরোধী PA-গুলোর মধ্যে অ্যালকাইল ফসফিনেট লবণ সবচেয়ে বেশি ব্যবহৃত হয়।

উদাহরণ ১: একটি যৌগিক পদার্থ প্রস্তুত করার জন্য PA6 ম্যাট্রিক্সে অ্যালুমিনিয়াম আইসোবিউটাইলফসফিনেট (A-MBPa) যোগ করা হয়েছিল। অগ্নি প্রতিরোধক পরীক্ষার সময়, PA6-এর আগে A-MBPa বিয়োজিত হয়ে একটি ঘন ও স্থিতিশীল অঙ্গার স্তর তৈরি করে যা PA6-কে সুরক্ষিত রেখেছিল। পদার্থটি ২৬.৪% LOI এবং V-0 অগ্নি প্রতিরোধক রেটিং অর্জন করেছিল।

উদাহরণ ২: হেক্সামিথিলিনডায়ামিন এবং অ্যাডিপিক অ্যাসিডের পলিমারাইজেশনের সময়, অগ্নি-প্রতিরোধী PA66 তৈরি করার জন্য ৩ ওজন শতাংশ (wt%) অগ্নি-প্রতিরোধী বিস(২-কার্বক্সিইথাইল)মিথাইলফসফিন অক্সাইড (CEMPO) যোগ করা হয়েছিল। গবেষণায় দেখা গেছে যে, প্রচলিত PA66-এর তুলনায় এই অগ্নি-প্রতিরোধী PA66 উন্নততর অগ্নি-প্রতিরোধ ক্ষমতা প্রদর্শন করে এবং এর LOI (শিখর স্তর সূচক) উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি। চার স্তরের বিশ্লেষণে দেখা গেছে যে, এই অগ্নি-প্রতিরোধী PA66-এর ঘন চার পৃষ্ঠে বিভিন্ন আকারের ছিদ্র রয়েছে, যা তাপ এবং গ্যাস স্থানান্তরকে বিচ্ছিন্ন করতে সাহায্য করে এবং এর উল্লেখযোগ্য অগ্নি-প্রতিরোধী কার্যকারিতা প্রমাণ করে।

More info., pls contact lucy@taifeng-fr.com