ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ(ATH، Al(OH)₃)، دنیا میں سب سے زیادہ استعمال ہونے والے اور ماحول دوست ہالوجن سے پاک غیر نامیاتی شعلہ ریٹارڈنٹ کے طور پر، شعلہ ریٹارڈنسی، دھواں دبانے، فلنگ، غیر زہریلا، اور کم قیمت کے پانچ بنیادی فوائد ہیں۔ یہ epoxy رال، غیر سیر شدہ رال، PVC elastomer، EVA کیبل مواد، ربڑ جامع مواد، الیکٹرانک سگ ماہی مواد، اور عمارت کی سجاوٹ کے مواد جیسے شعبوں میں بڑے پیمانے پر استعمال کیا جاتا ہے. تیزی سے سخت عالمی ماحولیاتی ضوابط اور ہالوجن سے پاک شعلہ retardant کے مرکزی دھارے کے رجحان کے پس منظر میں، ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ اعلی درجے کے مادی شعلہ retardant نظاموں کے لیے ترجیحی حل بن گیا ہے کیونکہ اس کی غیر مستحکم، غیر سنکنرن، اور غیر زہریلی گیس کی خصوصیات ہیں۔
ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کا سب سے بنیادی اور بنیادی شعلہ ریٹارڈنٹ اثر تھرمل سڑن کا اینڈوتھرمک اثر ہے۔
جب بھرے ہوئے پولیمر مواد کو 200 ° C - 320 ° C کی حد تک گرم کیا جاتا ہے تو، ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ پانی کی کمی کے مکمل رد عمل سے گزرتا ہے، کرسٹل پانی جاری کرتا ہے اور فعال ایلومینا میں تبدیل ہوتا ہے۔ ردعمل کی مساوات مندرجہ ذیل ہے:
2Al(OH)₃ → Al₂O₃ + 3H₂O↑
اس عمل میں دو اہم شعلہ retardant خصوصیات ہیں:
1. مضبوط گرمی جذب کرنے کی صلاحیت: ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی سڑن کا ہر گرام 1050-1200 J گرمی جذب کر سکتا ہے، جو دہن کی حرارت کو سطح پر اور مواد کے اندر تیزی سے جذب کر سکتا ہے، سبسٹریٹ درجہ حرارت کو تھرمل سڑنے یا ختم کرنے کی اصطلاح کے اہم درجہ حرارت سے کم ہونے پر مجبور کرتا ہے۔
2. درست درجہ حرارت کی حد: سڑنے کا درجہ حرارت زیادہ تر تھرمو پلاسٹک مواد اور تھرموسیٹنگ ریزنز کے تھرمل انحطاط کے درجہ حرارت کے ساتھ انتہائی مماثل ہے، اور جب مواد خطرناک درجہ حرارت کی حد میں داخل ہوتا ہے تو جلد تحفظ حاصل کرتے ہوئے شعلہ retardant میکانزم کو فوری طور پر چالو کیا جا سکتا ہے۔
سادہ فہم: ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ مواد کے اندر ایک "کولنگ سسٹم" کی طرح ہوتا ہے، اگنیشن کے وقت بڑی مقدار میں حرارت جذب کرتا ہے، جس سے مواد کے لیے دہن کے درجہ حرارت کو برقرار رکھنا ناممکن ہو جاتا ہے اور دہن کے تسلسل کو جڑ سے دبانا پڑتا ہے۔
پانی کی کمی اور سڑنے کے عمل کے دوران،ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈاعلی درجہ حرارت والے پانی کے بخارات کی ایک بڑی مقدار جاری کرتا ہے، جو اس کا دوسرا کلیدی شعلہ retardant فعل ہے۔
پانی کے بخارات مواد کی سطح پر ایک اعلی کثافت گیسی رکاوٹ بناتا ہے، جس سے ٹرپل شعلہ retardant اثر حاصل ہوتا ہے:
1. آتش گیر گیسوں کا اختلاط: آتش گیر گیسیں جیسے کاربن مونو آکسائیڈ، الکینز، اور مواد کے تھرمل سڑن سے پیدا ہونے والی الکینز پانی کے بخارات سے بہت زیادہ پتلی ہو جاتی ہیں، جس سے ان کا ارتکاز دہن کی حد سے کم ہو جاتا ہے۔
2. آکسیجن کی الگ تھلگ: پانی کے بخارات دہن کے انٹرفیس کی جگہ پر قبضہ کرتے ہیں، مواد میں بیرونی آکسیجن کے پھیلاؤ کو کم کرتے ہیں اور کمزور آکسیڈائزنگ ماحول بناتے ہیں۔
3. گیس کے مرحلے کے درجہ حرارت کو کم کریں: پانی کے بخارات کی گیسیفیکیشن گرمی کو مزید جذب کرتی ہے، شعلے کے درجہ حرارت کو کم کرتی ہے، اور سبسٹریٹ پر شعلے کی پائیدار تھرمل تابکاری کو کمزور کرتی ہے۔
ہیلوجنیٹڈ شعلہ retardants کے برعکس، ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کے ذریعے جاری ہونے والا پانی کا بخارات غیر زہریلا، غیر سنکنرن اور غیر سرطان پیدا کرنے والا ہے، جو عالمی ماحولیاتی معیارات جیسے EU REACH، RoHS اور US UL کی مکمل تعمیل کرتا ہے، اسے سبز شعلہ retardant نظاموں کا بنیادی نمائندہ بناتا ہے۔
ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی پانی کی کمی کے بعد، مواد کی سطح پر سفید، گھنے، زیادہ پگھلنے والے نقطہ، اور غیر آتش گیر متحرک ایلومینا (Al₂O₃) کی ایک تہہ پیدا ہو جائے گی۔
ایلومینیم آکسائیڈ کا پگھلنے کا نقطہ 2050 ℃ تک ہے اور اس میں مضبوط تھرمل استحکام اور ساختی طاقت ہے، جو کہ تین جسمانی رکاوٹ کے طور پر کام کرتی ہے:
1. حرارت کی منتقلی کو الگ کر دیں: بیرونی شعلوں کو حرارت کو اندرونی سبسٹریٹ تک پھیلنے سے روکیں، اور مواد کے مزید تھرمل سڑن کو روکیں۔
2. بوندوں کے ٹپکنے کو روکنا: پولیمر کے پگھلنے کو درست کریں تاکہ ثانوی دہن یا بوندوں کے ٹپکنے کی وجہ سے آگ پھیلنے سے بچ سکے۔
3. آتش گیر گیسوں کو بند کریں: اندرونی آتش گیر گیسوں کے فرار کو دبائیں اور جلنے والے مادوں کی سپلائی کو کاٹ دیں۔
ایلومینا شیل کی یہ تہہ جلے گی، دھواں نہیں چھوڑے گی، یا ٹوٹے گی، اور ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کی دیرپا شعلہ تابکاری کو حاصل کرنے کے لیے ایک اہم جسمانی بنیاد ہے۔
آگ کے حقیقی حادثات میں، گاڑھا دھواں اور زہریلی گیسیں نقصان کا باعث بننے والے بنیادی عوامل ہیں۔ دیگر شعلہ retardants کے مقابلے میں ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کا بنیادی فائدہ مطابقت پذیر شعلہ ریٹارڈنسی اور مضبوط دھواں دبانا ہے۔
اس کا دھواں دبانے کا طریقہ کار تین پہلوؤں سے ظاہر ہوتا ہے:
1. دھوئیں اور دھول کی پیداوار کا کم درجہ حرارت دبانا: مواد کے اعلی درجہ حرارت کے کریکنگ سے پیدا ہونے والے سیاہ دھوئیں، ٹار، اور زہریلے ذرات کو کم کرنے کے لیے پیشگی گرمی اور ٹھنڈک کو جذب کرنا۔
2. ایلومینا پرت کے ذریعے دھوئیں کے ذرات کا جسمانی جذب: غیر محفوظ سطح کا ڈھانچہ دھوئیں کے ذرات کو پکڑ سکتا ہے اور دھوئیں کے ارتکاز کو کم کر سکتا ہے۔
3. کوئی ثانوی آلودگی نہیں: ہائیڈروجن ہالائیڈز اور ڈائی آکسینز جیسے انتہائی زہریلا دھواں پیدا نہیں کرتا، اور تعمیرات، نقل و حمل، اندرونی مواد، اور ریل ٹرانزٹ جیسے شعبوں میں دھوئیں کی کثافت کی سخت ضروریات کو پورا کرتا ہے۔
ایپوکسی رال، SMC/BMC جامع مواد، تاروں اور کیبلز جیسی ایپلی کیشنز میں، ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ شامل کرنے سے مواد کی دھوئیں کی کثافت (DS) کو 60 فیصد سے زیادہ کم کیا جا سکتا ہے، جس سے آگ کی حفاظت میں نمایاں بہتری آتی ہے۔
ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈاکیلے کام نہیں کرتا اور ہائی فلنگ سسٹم میں رال میٹرکس کے ساتھ ہم آہنگی کاربنائزیشن اثر بنا سکتا ہے۔
1. ایلومینا پرت سبسٹریٹ کی سطح پر ایک مستحکم کاربن پرت کی تیزی سے تشکیل کو فروغ دیتی ہے۔
2. حرارت جذب اور پانی کی کمی کاربن کی تہہ کی کثافت کو تیز کرتی ہے، اس کی اینٹی آکسیڈینٹ صلاحیت کو بڑھاتی ہے۔
3. دہن کے وقت کو کم کریں، مواد کو خود بجھانے والا بنائیں، اور شعلہ چھوڑنے کے بعد فوری طور پر جلنا بند کریں۔
یہ ہم آہنگی اثر ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کو شعلہ retardant کارکردگی کو ظاہر کرنے کے قابل بناتا ہے جو کہ انتہائی بھرے ہوئے ایپوکسی ریزنز، غیر سیر شدہ پولیسٹرز اور ایلسٹومر میں عام غیر نامیاتی فلرز سے کہیں زیادہ ہے۔
مندرجہ بالا اثرات کو مدنظر رکھتے ہوئے، ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ کسی ایک میکانزم کے ذریعے شعلہ تابکاری حاصل نہیں کرتا ہے، بلکہ چار افعال کے بیک وقت ہونے کے ذریعے حاصل کرتا ہے: حرارت جذب اور کولنگ، گیس فیز ڈیلیوشن، ٹھوس فیز آئسولیشن، دھواں دبانا، اور ٹھوس کاربن فکسیشن، مکمل نیٹ ورک کی تشکیل۔
1. حرارت جذب: مواد کے مسلسل پائرولیسس کو روکنے کے لیے زبردستی ٹھنڈک؛
2. پانی کا اخراج: آکسیجن اور آتش گیر گیسوں کو کم کرنا۔
3. شیل کی تشکیل: ایلومینا کی موصلیت کی تہہ کی تشکیل؛
4. دھواں دبانا: زہریلے دھوئیں کو کم کریں اور حفاظت میں اضافہ کریں۔
یہ بھی بنیادی وجہ ہے کہ ایلومینیم ہائیڈرو آکسائیڈ عالمی ہالوجن فری شعلہ retardant فیلڈ میں مرکزی دھارے کا مواد بن سکتا ہے۔
