Siklodekstrin, ileri alev gerileyici güvenliği arttırıyor

Küresel olarak yangın olayları insan hayatı ve mal mülk kaybına neden olmaya devam ediyor.Elektronik ve diğer alanlar, yangın güvenliği sorunları daha belirgin hale gelmiştir.tahliye ve kurtarma çalışmalarını zorlaştırıyorPolimerlerin yangın direncini artırmak için verimli, çevre dostu alev gerileticiler geliştirmek acil bir öncelik haline geldi.

Intumescent alev geciktiriciler, temel mekanizmaları sayesinde etkili bir çözüm sunar: ısıtıldıklarında ısıya ve oksijene karşı yalıtım sağlayan istikrarlı, yoğun kömür katmanları oluştururlar.Bu kömürün gücü ve yoğunluğu doğrudan alev gerileyici performansını belirler.Geleneksel içe akışan alev geciktiriciler genellikle yüksek toksisite ve çevresel endişelerden muzdarip, bu da yeni, çevre dostu karbon kaynaklarının araştırmanın odak noktasını oluşturur.

Siklodekstrinler, α-1 yoluyla birbirine bağlı glikoz ünitelerinden oluşan doğal döngüsel oligosakaritlerdir.4-glikozidik bağlar, benzersiz moleküler yapıları ve mükemmel biyo uyumluluğu nedeniyle umut verici karbon kaynakları olarak ortaya çıktı.. Hidrofobik iç boşlukları ve hidrofilik dışları, fizik-kimyasal özelliklerini değiştiren dahilleme komplekslerinin oluşmasını sağlar.,ve zehirli olmayan, yeşil kalkınma eğilimlerine uygun.

Bununla birlikte, siklodekstrinler birden fazla faktörden etkilenen karmaşık termal bozulma davranışları gösterir. To fully realize their flame-retardant potential requires deep understanding of thermal degradation mechanisms and precise control of char yield and carbonization rates to match specific polymer degradation behaviorsBu çalışma, karbon verimini etkileyen faktörlere odaklanarak, yapı-mülkiyet ilişkilerini belirlemek için siklodekstrinin termal bozulmasını sistematik olarak inceler.Böylece alev gerileyici uygulamaları için teorik temeller sağlanır.

Birçok ülkeden elde edilen istatistik veriler yangınların ciddi sonuçlarını ortaya koyuyor.Yangın İdaresi, milyarlarca doları aşan ve binlerce ölümün olduğu yıllık doğrudan mal kaybı rapor ediyor.Çin Ulusal Yangın ve Kurtarma İdaresi verilerinde de benzer kalıplar görülüyor.

• Yangın sıklığı ekonomik gelişim seviyeleri ile olumlu bir şekilde ilişkilidir
• Taşınma zorlukları nedeniyle yüksek katlı bina yangınları artan riskler sunuyor
• Elektrikli arızalar yangının başlıca nedenidir.
• Polimer malzemenin yanması yangının yayılmasını önemli ölçüde hızlandırır

Küresel alev gerileyici pazarı, aşağıdaki uygulamalardan kaynaklanan istikrarlı bir büyüme ile milyarlarca dolara ulaştı:

• İnşaat (silimler, yalıtım, dekoratif malzemeler)
• Taşıma (araç iç mekanları, uçak koltukları)
• Elektronik (birim kartları, bileşen kaplamaları)
• Mobilya (taş, yatak)

Pazar eğilimleri, özellikle şu alanlarda artış göstererek geleneksel halogenlenmiş alev gerileticilerinin çevre dostu alternatiflerini tercih ediyor:

• Fosfor ve nitrojen tabanlı sistemler
• Intumescent formülasyonlar
• Nanoscale alev retardantları
• Polimer kompozit modifikasyonları

Siklodekstrinler karbon kaynakları olarak benzersiz avantajlar sunar:

• Yenilenebilir nişastadan elde edilen üretim
• Mükemmel biyolojik uyumluluk ve toksisite
• Moleküler kapsülleme yetenekleri
• Kimyasal modifikasyon potansiyeli

Ana zorluklar şunlardır:

• Nispeten düşük termal kararlılık
• Artırılması gereken orta derecede kömür verimi
• Polimer uyumluluk sorunları

Kapsamlı çalışmaya rağmen, selülozun termal bozulması sürekli zorluklar ortaya çıkar:

• Temizleme zorlukları olan karmaşık doğal polimer
• Hazırlama yöntemlerine ve kirliliklere duyarlı termal davranış
• Rekabet eden reaksiyonları içeren çok aşamalı bozulma yolları
• Bilinmeyen karbonlaşma mekanizmaları

Siklodekstrinler ideal model sistemler olarak hizmet eder, çünkü:

• Selülozun glukoz birimlerini paylaşın ancak tanımlanmış yapılarla
• Kesin bir arıtma ve karakterize etmeyi sağlar
• Daha düşük moleküler ağırlıklar nedeniyle hesaplama modellemesini kolaylaştırmak
• Yer değiştirme etkilerini incelemek için sistematik değişikliklere izin verin.

Çalışma, ticari kaynaklardan elde edilen α-, β- ve γ-siklodekstrinleri sentezlenmiş mono-6-deoksi türevleriyle birlikte kullandı.Termogravimetrik analiz (TGA), 10°C/dakikadan 800°C'ye kadar azot veya hava (60 cm3/dakikada) altında bir Du Pont Instruments TGA 2950 kullanılmıştır.Kar karakterizasyonu Raman spektroskopisi, XRD, SEM ve element analizini içeriyordu.

TGA eğrileri üç aşamalı bozulmayı ortaya çıkardı:

1. 100°C altında: Su kaybı (≤10%)
2. 250-400°C: Ana bozulma (%70-80 kütle kaybı)
3. 400°C'den fazla: yavaş kömür bozulması

Türevlenme, parçalanma parametrelerini önemli ölçüde etkiledi ve bazı değiştiriciler yerel siklodekstrinlere göre karbon verimlerini % 300 arttırdı.Regresyon ve ANOVA modelleri, bu yapı-mülkiyet ilişkilerini ölçtü..

Önerilen yollar şunları içerir:

1. Glikozidik bağ bölünmesi
2. Doymamış/aromatik yapılar oluşturan dehidrasyon
3. İzomerizasyon reaksiyonları
4. Uçucu yan ürün oluşumu
5. Kar yapısı gelişimi

Siklodekstrinler, selülozun termal bozulması için etkili modeller olarak hizmet ederken, yeni alev gerileyici karbon kaynakları olarak potansiyellerini göstermektedir.

• Selüloza benzer bozulma kalıpları
• Isı istikrarının ve kömür veriminin güçlü yerine getirme bağımlılığı
• Kimyasal modifikasyon yoluyla 300% kömür verimi artışı

Gelecekteki araştırma yönleri şunları içerir:

• Substitütif etkilerin mekanizma çalışmaları
• Gelişmiş siklodekstrin türevlerinin tasarımı
• İçe giren sistemler için formülasyon optimizasyonu
• Yangın dışı uygulamaların araştırılması