ໃນໂລກຂອງການຕ້ານການອັກເສບ,ແອນຕິໂມນີ Trioxide (Sb₂O₃)ມີບົດບາດເປັນເອກະລັກແລະບໍ່ສາມາດທົດແທນໄດ້: ມັນບໍ່ແມ່ນ "ການຕ້ານການໄຟໄຫມ້ຕົ້ນຕໍ", ແຕ່ເປັນ "ຕົວຄູນທາງເຄມີ" ຫຼື "ຕົວກະຕຸ້ນປະຕິກິລິຍາ". ປະສິດທິຜົນຂອງສານຕ້ານໄຟຂອງມັນແມ່ນຂຶ້ນກັບການຢູ່ຮ່ວມກັນກັບ halogens (chlorine ຫຼື bromine). ຢູ່ເບື້ອງຫຼັງກົດລະບຽບການປະສົມທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍແມ່ນເປັນເຫດຜົນການຄວບຄຸມເຄມີການເຜົາໃຫມ້ທີ່ຊັບຊ້ອນ. ບົດຄວາມນີ້ຈະເຈາະເລິກເຖິງລະດັບຕິກິຣິຍາປະລໍາມະນູແລະລະບົບ elucidate ໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວທາງເຄມີຂອງສາຍພົວພັນການປະສານງານບັງຄັບນີ້.
ກ່ອນອື່ນ ໝົດ, ມັນ ຈຳ ເປັນຕ້ອງຊີ້ແຈງຄວາມຈິງທີ່ກົງກັນຂ້າມ: ໃນລະບົບໂພລີເມີທີ່ບໍ່ມີ halogen, ການປະກອບສ່ວນຕ້ານໄຟຂອງ antimony trioxide ແມ່ນມີຄວາມລະເລີຍ. ເຫດຜົນພື້ນຖານແມ່ນວ່າ:
1. ຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນສູງ: Pure Sb₂O₃ ມີຄຸນສົມບັດທາງເຄມີທີ່ຂ້ອນຂ້າງ inert ພາຍໃນລະດັບອຸນຫະພູມ decomposition ຄວາມຮ້ອນປົກກະຕິຂອງໂພລີເມີ (300-500 ℃), ແລະຈະບໍ່ decompose ໃນປະລິມານຫຼາຍຫຼືຜະລິດສານເສບຕິດທີ່ປະສິດທິພາບສາມາດແຊກແຊງການເຜົາໃຫມ້.
2. ການຂາດກິດຈະກໍາໄລຍະອາຍແກັສ: ມັນບໍ່ສາມາດສ້າງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນພຽງພໍຂອງສານສະກັດຈາກຮາກຟຣີທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວສູງໃນເຂດ flame ດ້ວຍຕົວມັນເອງ.
3. ຜົນກະທົບທາງກາຍະພາບທີ່ຈໍາກັດ: ເຖິງແມ່ນວ່າການລະລາຍຂອງມັນສາມາດປົກຄຸມພື້ນຜິວໄດ້, ແຕ່ສິ່ງກີດຂວາງທາງກາຍະພາບທີ່ງ່າຍດາຍນີ້ມີປະສິດທິພາບຕໍ່າທີ່ສຸດແລະບໍ່ສາມາດຕອບສະຫນອງມາດຕະຖານຕ້ານໄຟໄຫມ້ທີ່ທັນສະໄຫມໄດ້.
ດັ່ງນັ້ນ, Sb₂O₃ບໍ່ສາມາດໃຊ້ຢ່າງດຽວເປັນສານຕ້ານໄຟໄດ້. ມູນຄ່າເຕັມຂອງມັນແມ່ນຢູ່ໃນການ "ກະຕຸ້ນ" ເຂົ້າໄປໃນລະບົບການສະກັດກັ້ນແປວໄຟໄລຍະອາຍແກັສທີ່ມີປະສິດທິພາບໃນເວລາທີ່ປະສົມປະສານກັບ halogens.
ການປະສົມປະສານຂອງທັງສອງບໍ່ແມ່ນພຽງແຕ່ superposition, ແຕ່ກະຕຸ້ນໃຫ້ເກີດປະຕິກິລິຍາທາງເຄມີຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແລະ autocatalytic, ໂດຍມີເປົ້າຫມາຍຫຼັກຂອງການສ້າງຄວາມເຂັ້ມຂົ້ນສູງຂອງສານຕ້ານອະນຸມູນອິດສະລະ halide scavengers ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຢູ່ໃນເຂດ flame.
ໄລຍະທີ 1: ການສ້າງຕົວຕັ້ງຕົວຕີຢ່າງຫ້າວຫັນ (ບົດບາດຂອງຮາໂລເຈນ)
ເມື່ອໂພລີເມີໄດ້ຮັບຄວາມຮ້ອນ, ສານຕ້ານໄຟ halogenated (ສະແດງໂດຍທົ່ວໄປໂດຍ R-X, ບ່ອນທີ່ X ແມ່ນ Cl ຫຼື Br) ທໍາອິດ decompose, ປ່ອຍ hydrogen halides.
R-X → ຜະລິດຕະພັນແຕກ+HX (g) (HX=HCl ຫຼື HBr)
HX ແມ່ນ "ນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟ" ແລະ "ການຂົນສົ່ງ" ສໍາລັບປະຕິກິລິຍາຕໍ່ໄປທັງຫມົດ, ການຂົນສົ່ງອະຕອມ halogen ໃນຮູບແບບການເຄື່ອນໄຫວໄປສູ່ຫນ້າດິນຂອງ Sb₂O₃ ແລະເລີ່ມຕົ້ນປະຕິກິລິຍາລະບົບຕ່ອງໂສ້.
ໄລຍະທີ 2: ການສັງເຄາະຕົວກາງທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວ (ການເປີດໃຊ້ Sb₂O₃)
ອາຍແກັສ HX ທີ່ຖືກປ່ອຍອອກມາມີປະຕິກິລິຍາໄລຍະຂອງກ໊າຊ-ແຂງກັບພື້ນຜິວຂອງອະນຸພາກ Sb₂O₃ ແຂງ. ນີ້ແມ່ນຂັ້ນຕອນທໍາອິດທີ່ສໍາຄັນໃນການເປີດໃຊ້:
Sb ₂ O ∝ (s)+6HX (g) → 2SbX ∝ (g)+3H ₂ O (g) (ອຸນຫະພູມ> 250 ℃)
ປະຕິກິລິຍານີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການລະເຫີຍຂອງ antimony trihalide, ເຊິ່ງອະນຸຍາດໃຫ້ antimony ເຂົ້າສູ່ໄລຍະອາຍແກັສຈາກໄລຍະແຂງແລະໄດ້ຮັບຄວາມສາມາດໃນການແຜ່ກະຈາຍຢ່າງເສລີແລະມີສ່ວນຮ່ວມໃນປະຕິກິລິຍາໃນແປວໄຟ.
ໄລຍະທີ 3: ໄລຍະອາຍແກັສຂອງວົງຈອນການຈັບຮາກຟຣີ (ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຫຼັກ)
SbX ∝ ທີ່ຜະລິດໄດ້ເຂົ້າໄປໃນເຂດແປວໄຟທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ (> 800 ℃), ເຊິ່ງເຕັມໄປດ້ວຍສານຕ້ານອະນຸມູນອິດສະລະທີ່ມີພະລັງງານສູງ H · ແລະ · OH ທີ່ຮັກສາປະຕິກິລິຍາລະບົບຕ່ອງໂສ້ການເຜົາໃຫມ້. SbX ∝ ຈັບ ແລະ neutralizes ອະນຸມູນອິດສະລະເຫຼົ່ານີ້ຜ່ານວົງຈອນ catalytic ປະສິດທິພາບ:
ເສັ້ນທາງການຈັບພາບຫຼັກ (ເອົາ H · ເປັນຕົວຢ່າງ):
SbX ∝ (g)+H · → HX (g)+SbX ₂· (g) (ຂັ້ນຕອນ 1: ຈັບພາບ H ·)
SbX ₂ · (g)+H · → HX (g)+SbX · (g) (ຂັ້ນຕອນທີ 2: ບັນທຶກ H · ທີສອງ)
SbX · (g)+H · → HX(g)+Sb(s or g) (ຂັ້ນຕອນທີ 3: ຈັບ H · ທີສາມ)
ການສໍາເລັດຂອງວົງຈອນ catalytic:
HX ທີ່ຜະລິດສາມາດປະຕິກິລິຍາກັບSb₂O₃ອີກເທື່ອຫນຶ່ງເພື່ອສ້າງ SbX ∝, ແລະຊະນິດ antimony (Sb, SbX ·) ຈະປະສົມປະສານຢ່າງໄວວາກັບ halogen free radicals (X·) ໃນ flame ທີ່ອຸດົມສົມບູນ halogen ເພື່ອຟື້ນຟູ SbX ∝, ປະກອບເປັນວົງປິດທີ່ມີປະສິດທິພາບ:
Sb + 3X· → SbX₃
ຜົນກະທົບສຸດທິ: ໃນວົງຈອນນີ້, SbX ∝ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນ "ການຂົນສົ່ງຮາກຟຣີ", ປ່ຽນ H·ແລະ· OH ອະນຸມູນອິດສະລະເຂົ້າໄປໃນໂມເລກຸນ HX ທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວທາງເຄມີຫນ້ອຍຫຼາຍແລະນ້ໍາ, ດັ່ງນັ້ນການຫຼຸດຜ່ອນອັດຕາການຕິກິຣິຍາແລະອຸນຫະພູມຂອງ flame ຢ່າງຫຼວງຫຼາຍແລະບັນລຸການ extinguishing ສານເຄມີປະສິດທິພາບ.
ປະສິດທິພາບ synergistic ຂອງລະບົບ antimony bromine ແມ່ນສູງກວ່າລະບົບ antimony chlorine ຫຼາຍ, ແລະເຫດຜົນພື້ນຖານແມ່ນຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງ kinetics ປະຕິກິລິຍາກໍານົດໂດຍພະລັງງານພັນທະບັດເຄມີ:
| ພາລາມິເຕີ | ລະບົບປະຕິເສດ Bromine | chlorine ລະບົບ antimony | ຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບການຮ່ວມມື |
| ພະລັງງານພັນທະບັດ C-X | ~68 kcal/mol (C-Br) | ~81 kcal/mol (C-Cl) | Bromine ມັກຈະເສື່ອມໂຊມແລະປ່ອຍ HBr ຢູ່ໃນອຸນຫະພູມຕ່ໍາ, ເຊິ່ງກົງກັບການທໍາລາຍໂພລີເມີດີກວ່າ. |
| ພະລັງງານພັນທະບັດ H-X | ~88 kcal/mol (H-Br) | ~103 kcal/mol (H-Cl) | HBr ມັກຈະມີຮອຍແຕກທີ່ເປັນເອກະພາບແລະສະຫນອງອັດຕາການຕິກິຣິຍາໄວຂຶ້ນລະຫວ່າງ halogen free radicals (Br·) ແລະຊະນິດ antimony ໃນໄລຍະອາຍແກັສ. |
| ປະຕິກິລິຍາ | ສູງ | ກາງ-ຕໍ່າ | ການຜະລິດແລະວົງຈອນການຈັບຮາກຟຣີຂອງ SbBr VNet ແມ່ນໄວແລະມີປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາ SbCl VNet. |
ດັ່ງນັ້ນ, ໃນການນໍາໃຊ້ພາກປະຕິບັດ, ເພື່ອບັນລຸລະດັບການຕ້ານການ flame ດຽວກັນ (ເຊັ່ນ: UL94 V-0), ປະລິມານການເພີ່ມເຕີມຂອງ bromine antimony ລະບົບປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນ 20% -40% ຕ່ໍາກວ່າລະບົບ antimony chlorine, ແລະອັດຕາສ່ວນຂອງSb₂O₃ທີ່ໃຊ້ແມ່ນຂ້ອນຂ້າງຕ່ໍາ.
Antimony trioxideຕ້ອງໃຊ້ຮ່ວມກັບ halogens, ແລະໂດຍເນື້ອແທ້ແລ້ວຂອງມັນແມ່ນການອອກແບບເສັ້ນທາງປະຕິກິລິຢາເຄມີທີ່ຊັດເຈນເພື່ອປ່ຽນ "halogen reserve" ທີ່ສະຫນອງໂດຍ halogen flame retardants ເຂົ້າໄປໃນການຂູດທາດອາຍແກັສໄລຍະຟຣີໂດຍຜ່ານການໄກ່ເກ່ຍ catalytic ຂອງ antimony.
·ຫນ້າທີ່ຂອງ halogens ແມ່ນເພື່ອສະຫນອງອຸປະກອນການຕິກິຣິຍາ (HX) ແລະຮັກສາການໄຫຼວຽນຂອງ halogen ຮາກຟຣີ (X ·).
· ຫນ້າທີ່ຂອງ antimony trioxide ແມ່ນເພື່ອສະຫນອງສູນຕິກິຣິຍາ (ປະລໍາມະນູ antimony), ການກໍ່ສ້າງແລະຂັບວົງຈອນ catalytic ອັດຕະໂນມັດຂອງ "ການຜະລິດ capture regeneration".
ການພົວພັນຮ່ວມມືນີ້ແມ່ນຕົວຢ່າງທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງມະນຸດທີ່ໃຊ້ຫຼັກການທາງເຄມີເພື່ອຄວບຄຸມການເຜົາໃຫມ້. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ດ້ວຍການລົງເລິກຂອງການປົກປ້ອງສິ່ງແວດລ້ອມວັດສະດຸແລະການປະເມີນວົງຈອນຊີວິດຄວາມປອດໄພຂອງໄຟ, ລະບົບຄລາສສິກນີ້ຍັງປະເຊີນກັບສິ່ງທ້າທາຍເນື່ອງຈາກຄວາມສ່ຽງດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມແລະສຸຂະພາບຂອງ antimony. ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄວາມຈໍາເປັນແລະຄວາມສໍາຄັນທາງເຄມີຂອງການປະສານງານຂອງມັນແມ່ນບໍ່ພຽງແຕ່ສໍາລັບການນໍາໃຊ້ວິທະຍາສາດຫຼາຍ, ແຕ່ຍັງສໍາລັບການປະເມີນສົມເຫດສົມຜົນຂອງເຕັກໂນໂລຊີທາງເລືອກຂອງຕົນ (ເຊັ່ນ: ລະບົບການຂະຫຍາຍ phosphorus ໄນໂຕຣເຈນ, ເກືອ hydroxy ໂລຫະ, ແລະອື່ນໆ), ສົ່ງເສີມການວິວັດທະນາຂອງເຕັກໂນໂລຊີການຕ້ານ flame ໄປສູ່ການເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງສິ່ງແວດລ້ອມທາງເລືອກທີ່ດີກວ່າແລະສະອາດໃນອະນາຄົດ. ເສັ້ນທາງໃນ antimony ຂອງທ່ານ ສູດ halide ຕ້ານ flame? ພວກເຮົາສາມາດໃຫ້ບໍລິການທົດສອບ TGA-FTIR ແລະການຈໍາລອງການສ້າງແບບຈໍາລອງໂດຍອີງໃສ່ການວິເຄາະ kinetics ປະຕິກິລິຍາເພື່ອຊີ້ແຈງກົນໄກ synergistic ແລະຊອກຫາຄວາມສົມດຸນທີ່ດີທີ່ສຸດລະຫວ່າງການປະຕິບັດແລະຄວາມຍືນຍົງ.
