پولی پروپیلین (PP) پلاسٹک کے لئے استعمال ہونے والے چند عام آگ بھجانے والے مواد کا تعارف

Thread Content

اس پوسٹ کو آخری بار “صحرا میں تیرنے والی مچھلی” نے 15-12-2016 کو ساعت 16:27 پر ترمیم کیا۔ PP پولی پروپیلین کے لئے استعمال ہونے والے آگ روکنے والے مواد کی اقسام بہت ہیں، اور کیمیائی ترکیب کے لحاظ سے انہیں دو بڑی قسموں میں تقسیم کیا جاسکتا ہے: نامیاتی آگ روکنے والے مواد اور غیر نامیاتی آگ روکنے والے مواد۔； استعمال کے طریقے کے لحاظ سے، اسے ردِعمل پیدا کرنے والا اور شامل کرنے والا، ان دو قسموں میں تقسیم نمایاں آگ بھجانے والے مواد میں برومیئم پر مبنی مواد، فاسفورس-نائٹروجن پر مبنی مواد، فاسفورس پر مبنی مواد، اور الومینیم ہائڈروکسائڈ، میگنیشیم ہائڈروکسائڈ وغیرہ شامل ہیں۔ برومیٹڈ فائر ریسترنٹس: برومیٹڈ فائر ریسترنٹس کو 20ویں صدی کے 70 اور 80 کی دہائیوں میں تیزی سے ترقی کا دور درپیش رہا۔ C-Br بانڈ کی انرجی کم ہونے کی وجہ سے، زیادہ تر برومیٹڈ فائر ریسترنٹس 200-300 ڈگری سیلسیس کے درجہ حرارت پر ہی ٹوٹ جاتے ہیں۔ یہی درجہ حرارت پولی پروپیلین کے ٹوٹنے کا بھی درجہ حرارت ہے؛ لہذا جب پولی پروپیلین گرمی کی وجہ سے ٹوٹتا ہے، تو برومیٹڈ فائر ریسترنٹس بھی ساتھ ہی ٹوٹنا شروع کر دیتے ہیں۔ اسے تقسیم کیا جاسکتا ہے، اور اس کے ٹوٹنے کے عمل سے پیدا ہونے والے آزاد ریڈیکلز کو بھی پکڑا جاسکتا ہے؛ اس طرح جلنے کے عمل کو سست کیا جاسکتا ہے یا ختم کیا جاسکتا ہے۔ ساتھ ہی، خارج ہونے والا HBr دراصل ایک غیرقابل اشتعال گیس ہے۔ اس گیس کثافت زیادہ ہوتی ہے، لہذا یہ مواد کی سطح پر جمع ہوکر، سطح پر موجود قابل اشتعال گیسوں کو روکنے میں مدد کرتی ہے، اور اس طرح مواد کے جلنے کو بھی روکتی ہے۔ اس قسم کے آگ روکنے والے مرکبات کو دیگر کچھ مرکبات (جیسے اینٹیمونی ڈائی آکسائیڈ) کے ساتھ بھی استعمال کیا جا سکتا ہے؛ اس طرح مشترکہ اثرات کی بدولت آگ روکنے کی صلاحیت میں واضح بہتری آتی ہے۔ برومیٹڈ فائر ریسترنٹس، پولی پروپیلین میں آگ بھجانے کے عمل میں اہم کردار ادا کرتے ہیں۔ فی الحال استعمال ہونے والی اہم مصنوعات میں ڈیکا برومو ڈائی فینائل، ٹیٹرا برومو بائی فینول اے، ٹیٹرا برومو ڈائی پینٹا ہائڈروفیول، برومو پولی سٹائرین، پنٹا برومو ٹولوین، اور ہیکسا برومو سائکلو ڈوڈیکین شامل ہیں۔ بروم پر مبنی آگ بھجانے والے مواد کا بڑا نقصان یہ ہے کہ یہ اس مواد کی الٹرا وایلیٹ شعاعوں کے خلاف مزاحمت کی صلاحیت کو کم کر دیتے ہیں۔ جلنے کے دوران یہ مواد زیادہ دھواں، تیزابی گیسیں اور زہریلی گیسیں پیدا کرتے ہیں، جس کی وجہ سے ان کے استعمال پر پابندیاں عائد ہیں۔ فاسفور-نائٹروجن بنیاد پر بننے والے آگ روکنے والے مواد: فاسفور-نائٹروجن بنیاد پر بننے والے آگ روکنے والے مواد کو “توسیعی آگ روکنے والے مواد” بھی کہا جاتا ہے۔ ایسے مواد سے بنے ہوئے پولیمرز، جب گرم ہوتے ہیں، تو ان کی سطح پر ایک یکساں ساخت کی کاربنی جھلی تشکیل پاتی ہے؛ یہ جھلی حرارت اور آکسیجن کو روکنے، دھوئیں کو کم کرنے، اور پگھلنے کے عمل کو روکنے میں مدد کرتی ہے۔ لہذا ایسے مواد میں بہترین آگ روکنے کی خصوصیات ہوتی ہیں۔ توسیعی آگ روکنے والے نظام عموماً تین اجزاء پر مشتمل ہوتے ہیں: تیزابی مادہ (پانی کو خارج کرنے والا مادہ)، کاربنی مادہ (کاربن بنانے والا مادہ)، اور گیسی مادہ (نائٹروجن کا ماخذ، فوم بنانے والا مادہ)۔ توسیعی آگ بھجانے والے اجزاء، بنیادی طور پر، ساختی مرحلے میں سوراخ دار کاربن کی تہوں کی تشکیل کے ذریعے آگ کو روکنے کا کام کرتے ہیں۔ فاسفور-نائٹروجن بنیاد پر بنے آگ روکنے والے مواد کے فوائد یہ ہیں کہ ان میں ہیلوجن نہیں ہوتا، دھواں کم ہوتا ہ 3۔ فاسفور پر مبنی آگ بھجانے والے اجزاء: فاسفور پر مبنی آگ بھجانے والے اجزاء کا کام، پولیمرز کے ابتدائی تحلیل ہونے کے دوران پانی کو خارج کرکے اسے کاربن میں تبدیل کرنا ہے۔ اس ڈی ہائیڈریشن اور کاربونائزیشن کے عمل کے لئے، پولیمر میں موجود آکسیجن سے بھرپور گروہوں کا استعمال ضروری ہے؛ یعنی ایسے پولیمرز کے لئے جن کی ساخت میں آکسیجن سے بھرپور گروہ موجود ہوں۔ ان کی آگ بھجانے کی صلاحیت بہتر ہوتی ہے۔ پولی پروپیلین کے معاملے میں، چونکہ اس کی سالماتی ساخت میں آکسیجن سے بنے گروہ موجود نہیں ہوتے، لہذا صرف فاسفور پر مبنی آگ بھجانے والے مواد کا استعمال کرنے سے مناسب نتائج حاصل نہیں ہوتے۔ لیکن اگر اسے (OH)3 اور Mg(OH)2 جیسے مواد کے ساتھ ملا دیا جائے، تو اس سے مشترکہ اثر پیدا ہوتا ہے، جس کی بدولت بہتر آگ بھجانے کے نتائج حاصل ہوتے ہیں۔ عام طور پر استعمال ہونے والے نامیاتی فاسفورس بنیادی روک تھامی اجزاء میں ٹرائی فینائل فاسفیٹ، ٹرائی ٹولوین فاسفیٹ، ٹرائی (ڈائی میتھائل ایسیٹوفین) فاسفیٹ، پروپیلین فاسفیٹ، بیوٹیلین فاسفیٹ وغیرہ شامل ہیں۔ فاسفیٹس کی خصوصیت یہ ہے کہ ان میں آگ سے بچنے اور پلاسٹک کی خصوصیات کو بہتر بنانے کی دوہری صلاحیت موجود ہے۔ یہ مواد، آگ روکنے والے اجزاء کو بغیر ہیلوجن کے استعمال کرنے میں مدد کرتا ہے؛ اس کی پلاسٹائزنگ خصوصیات کی وجہ سے پلاسٹک کو ڈھالنے کے دوران اس کی نقل و حرکت آسان ہو جاتی ہے، اور یہ آگ لگنے کے بعد باقی رہنے والے مواد کو کم کرنے میں بھی مدد کرتا ہے۔ پیدا ہونے والی زہریلی اور خوردبینی گیسوں کی مقدار، ہیلوجن بنیادی فائر روکنے والے مواد کے مقابلے میں کم ہوتی ہے۔ اس کا بڑا فائدہ یہ ہے کہ اس کی کارکردگی بہت اچھی ہ ； یہ روشنی کی استحکام پر، یا روشنی کو مستحکم کرنے والے عناصر کے اثرات پر بہت کم اثر ڈالتا ہے۔ ； پروسیسنگ اور جلنے کے دوران کم تحلیل ہونے والا۔ ； یہ دوبارہ شعلے بھڑکنے کی راہ میں رکاوٹ ب ； آگ روکنے والے مواد کی مقدار میں بہت کم اضافہ ہوتا ہے، یا بالکل بھی نہیں۔ لیکن زیادہ تر فاسفیٹ بنیاد پر بنائے گئے آگ روکنے والے مواد میں بھی کچھ خامیاں موجود ہیں۔ جیسے کہ حرارت کو برداشت کرنے کی صلاحیت کم ہونا، بخارات بننے کی خصوصیت زیادہ ہونا، مختلف مواد کے ساتھ ہم آہنگی نہ ہونا، اور جلنے کے دوران چھینٹے پیدا ہونا وغیرہ۔ فاسفور سے بننے والے غیر نامیاتی آگ بھجانے والے مواد میں سب سے اہم مصنوعات ریڈ فاسفر، امونیم فاسفیٹ، پولی امونیم فاسفیٹ وغیرہ ہیں۔ جیسے جیسے بغیر ہیلوجن والے آگ روکنے والے مواد کا استعمال بڑھ رہا ہے، سرخ فاسفور سے بنے آگ روکنے والے مواد کا استعمال بھی بڑھتا جارہا ہے۔ سرخ فاسفر کی آگ بھجانے کی صلاحیت، فاسفیٹ قسم کے مواد کی نسبت بہتر ہے۔ فاسفور سے بنے غیرنامیاتی آگ بھجانے والے مواد، اپنی حرارتی استحکام، عدم بخاراتی ہونے کی خصوصیت، زہریلی گیسوں کے پیدا نہ ہونے، طویل عرصے تک اثر رکھنے، اور کم زہریلے ہونے جیسی خصوصیات کی وجہ سے وسیع پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں۔ 4. الومینیم ہائڈروکسائڈ، Al(OH)3 (جسے مختصراً ATH بھی کہا جاتا ہے)، 200-300 ڈگری سیلسیس کے درمیان تحلیل ہو جاتا ہے۔ اس کے تحلیل ہونے کے دوران 1.967.8 جول/گرام حرارت خارج ہوتی ہے۔ یہ ایک ایسا آگ روکنے والا مادہ ہے جو آگ کو روکنے، دھوئیں کو کم کرنے، اور مواد کو بھرنے کے تینوں کام انجام دے سکتا ہے۔ اس کے فوائد یہ ہیں کہ یہ غیرزہریلا ہے، کسی قسم کی خوردبینی سطح پر کوئی اثر نہیں ڈالتا، استحکام بہت اچھا ہے، یہ بخارات میں تبدیل نہیں ہوتا، اور اعلی درجہ حرارت پر بھی کوئی زہریلی گیسیں پیدا نہیں کرتا۔ اس کے علاوہ، اس کی قیمت کم ہے، اور اس کے وس لیکن ایندھن روکنے والے مادہ کے طور پر، اس کے بھی کچھ نقصانات ہیں؛ جیسے کہ اس میں فلرز کی مقدار زیادہ ہوتی ہے، اس کی مکانیکی خصوصیات کم ہو جاتی ہیں، اور اسے پروسس کرنا بھی مشک Al(OH)3 کے ٹوٹنے کا درجہ حرارت، وہی ہے جس پر پولیمر ٹھوس حالت سے مائع حالت میں تبدیل ہوتا ہے؛ لہذا یہ عنصر، پولیمر مواد کے درجہ حرارت میں اضافے کو روکنے میں مددگار ثابت ہوتا ہے۔ جب Al(OH)3 کی مقدار 40% ہوتی ہے، تو اس سے مواد کے حرارتی تحلیل ہونے کی رفتار میں نمایاں کمی واقع ہوتی ہے؛ اس کے علاوہ یہ آگ لگنے کے خطرے کو کم کرتا ہے، اور دھوئیں کی مقدار بھی کم کرتا ہے۔ 5. میگنیشیم ہائڈروکسائڈ: میگنیشیم ہائڈروکسائڈ 340-490 ڈگری سیلسیس کے درمیان تحلیل ہو جاتا ہے۔ اس کے تحلیل ہونے کے دوران 782.9 جول/گرام حرارت خارج ہوتی ہے۔ یہ مادہ حرارتی لحاظ سے بہت مستحکم ہے، اور اس میں آگ بھجانے اور دھواں کم کرنے کی خصوصیات بھی موجود ہیں۔ یہ خاص طور پر ان پولی پروپیلین مواد کی تیاری کے لئے مناسب ہے جن کی پروسیسنگ کے دوران درجہ حرارت زیادہ ہوتا ہے۔ جب Mg(OH)2 کو PP میں استعمال کیا جاتا ہے (اور اس کی مقدار 50% سے زیادہ ہوتی ہے)، تو اس سے بہتر آگ بھجانے کا اثر حاصل ہوتا ہے؛ یہ Al(OH)3 کے مقابلے میں بہتر ہے۔ ایک ہی مقدار میں، مختلف تناسبات والے الومینیم ہائڈروکسائڈ اور میگنیشیم ہائڈروکسائڈ کا آگ بھجانے کا اثر زیادہ مختلف نہیں ہوتا۔ لیکن دونوں کو مل کر استعمال کرنے سے اکیلے استعمال کرنے کے مقابلے میں بہتر نتائج حاصل ہوتے ہیں، کیوں کہ اگرچہ دونوں ہی ڈی ہائڈریشن کے عمل سے گزرتے ہیں، لیکن ان کے ٹوٹنے کے درجہ حرارت اور جذب ہونے والی حرارت میں فرق ہوتا ہے۔ میگنیشیم ہائڈروکسائڈ کو ڈی ہائڈریٹ ہونے کے لئے اعلی درجہ حرارت کی ضرورت ہوتی ہے، اور اسی دوران اس میں کاربنیکرن کا عمل بھی واقع ہوتا جبکہ میگنیشیم ہائڈروکسائڈ کی جانب سے جذب ہونے والی حرارت کی مقدار نسبتاً کم ہوتی ہے؛ کیوں کہ یہ مواد کے درجہ حرارت میں اضافے کو روکنے میں الومینیم ہائڈروکسائڈ جتنا مؤثر نہیں ہے۔ دونوں کو مل کر استعمال کرنے سے ایک دوسرے کی کمزوریاں دور ہو جاتی ہیں، اور اس طرح آگ سے بچنے کی صلاحیت میں اضافہ ہو جاتا ہے۔ لیکن Mg(OH)2 میں بھی تیزابیت کے خلاف مزاحمت کم ہونا، تقسیم ہونے کی صلاحیت کم ہونا، اور دیگر مادوں کے ساتھ ہم آہنگی کی کمی جیسی خامیاں موجود ہیں؛ لہذا ایسی نئی اقسام کی تخلیق ضروری ہے جن میں دیگر مادوں کے ساتھ ہم آہنگی بہتر