آیا شما از نشستن کنار آتش کمپ لذت می برید و زمانیکه یک کُنده درخت در حال سوختن را مشاهده می کنید، احساس آرامش می کنید؟

ترجمه شده توسط مهندس مسعود طایفی

آیا اجازه می دهید تا ذهن شما را به چالش بکشیم و بگوییم که شما سوختن واقعی کُنده درخت را نمی بینید؟ پدیده آتشی که شما شاهد آن هستید، واکنشی شیمیایی است که سوخت (چوب) به دلیل واکنش اکسید شدن سریع آن در مواجه با حرارت به خاکستر تبدیل می شود. در واقع، شعله گازی قابل اشتعال است که می سوزد (از آنجاییکه از کُنده درخت خارج می شوند). زمانیکه شعله ها قابل مشاهده هستند آنها قائم   به ذات هستند چون با افزایش گرمای شعله، دمای بیشتری به سوخت داده و سبب می شود آتش گسترش یابد.

در حالیکه کشف آتش نقطه عطفی برای اجداد پیشین ما بود و از طرق مختلفی کمک بزرگی است، روی دیگر قضیه آتش نیز که خسارت زدن و برجا گذاشتن اثر تخریب است وجود دارد. مردم مدرن ترکیباتی را ساخته اند که به عنوان تاخیر دهنده شعله برای پایین آوردن سرعت توسعه آتش ناخواسته یا به طور ایده آل تر سبب خود خاموشی می شود، استفاده می شود .

درک مفهوم آتش و سوختن دانش پشت تاخیر دهنده شعله را ساده تر می کند. بیشتر مردم فکر می کنند که مواد جامد می سوزند (این مطلب درست نیست). زمانیکه گازهای قابل اشتعال با اکسیژن می سوزند، شعله ها پدیدارند. اگر مواد جامد تا رسیدن به نقطه شکست به گازها، گرما دریافت نکنند، کورسوز می سورند و معمولا خود خاموش کن هستند. چون گاز قابل اشتعالی در دسترسی برای سوختن ندارد.

سه روش برای تاخیر شعله وجود دارد: ممانعت در برابر فاز گاز، تشکیل زغال فاز جامد و سرما دادن و سرد کردن سیستم.

1) ممانعت در برابر فاز گاز: بدین صورت بدست می آید که فاز گاز رادیکال آتش را جدا کند. بوسیله مختل کردن فازی که در آن گاز قابل اشتعال آزاد شده سیستم سرد شده و عرضه گاز قابل اشتعال کاهش یافته یا متوقف می شود.

تاخیر دهنده های شعله برومی (BFRs) به دلیل خاصیت ممانعت فاز گاز سودآورترین تاخیر دهنده های شعله مورد استفاده هستند. بروم به طور خاص استفاده می شود چون زمانیکه گرم می شود، قبل از اینکه ماده به دمای اشتعال خود برسد، اتم های بروم فعال به درون فاز گاز آزاد می کند. این اتم ها واکنش شیمیایی می دهند و درون شعله را خنک می کنند و یا آتش را خاموش می کنند یا گسترش آتش را کاهش می دهند.از اینرو زمان نجات و خروج از آتش و یا فرصت خاموش سازی آن افزایش می یابد.

2) تاخیر دهنده های زغال گذاری فاز جامد برای ایجاد لایه زغال در زمان آغاز آتش می شود، طراحی شده اند. آنچه که به طور خاص در مورد تشکیل زغال جالب است این است که می تواند اثر دو برابر داشته باشد. آنها از خروج گازهای احتراق پذیر ممانعت می کنند درحالیکه همچنین یک لایه محافظتی تشکیل می دهد که از مواد زیرین در برابر گرمای شعله محافظت می کند.

تاخیر دهنده های برپایه ملامین به طور مرسوم به دلیل نقش زغال گذاری فاز جامدشان استفاده می شوند. این ترکیبات تاخیر دهنده شعله در دسته تاخیر دهنده های شعله نیتروژنی قرار می گیرند. زمانیکه در فاز تغلیظ شده، ساختارهای مولکولی به ساختار شبکه ای شده تبدیل می شوند این زمانی است که فرآیند دگرگونی رخ می دهد و زغال تشکیل می شود.

3) سیستم های اطفاء و خنک سازی مواد معدنی هیدراته را به دلیل واکنش گرماگیری که در زمان حرارت دادن سیستم ایجاد شده رخ می دهد، به کار می برند. مواد معدنی هیدراته در مواجه با آتش، مولکول های آب را آزاد می کنند که پلیمر را خنک می کند و فرآیند سوختن را قطع می کند. به عبارت ساده تر، آزادی آب به طور شیمیایی ایجاد شده و سیستم سپس خنک شده از اینرو گازهای واکنشگر آزاد نمی شوند و بنابراین نمی توانند بسوزند.

هیدروکسید های منیزیوم و آلومینیوم ترکیباتی هستند که در فرآیند سوختن از طریق آزادسازی گازهای درونی (همچون بخار آب) مداخله می کنند. در این فرآیند یک لایه زغال محافظ تشکیل شده یا جذب انرژی (مقدار در دسترس انرژی برای توسعه آتش) کاهش می یابد.

ترجمه شده توسط تیم پلیمرپلاس (Polymerplus.ir)

انتشار مطالب با ذکر نام پلیمرپلاس و لینک این صفحه بلامانع است.