무기 소방제 외에도 특정 식물은 특정 분자 구조로 인해 화재 침입에 대한 방어 메커니즘을 개발했습니다. 이 식물의 바이오 기반 화합물은 화재에 노출 될 때 열적으로 안정적인 숯 층의 형성에 고유의 소방 지연을 빚지고있다. 바이오 기반 불꽃 지연자에 대한 검토는 이전에 Costes et al. 13 간략하게, 목재 성분 (리그닌, 셀룰로오스 등)의 열 분해 중에 목재에 저장된 물이 해방되기 시작함에 따라 숯 형성 메커니즘이 시작됩니다. 이 장벽 숯 층은 열 노출을 방해함으로써 기초 목재가 더 연소되는 것을 절제합니다.
바이오 매스는 바이오 기반 재료를위한 가장 큰 자원이며, 풍부한 자원과 합리적인 가격 덕분에 바이오 매스 유도체를 기반으로 다양한 화학 물질 및 바이오 연료가 생산됩니다. 바이오 매스의 고유 한 숯 형성 능력과 그에 따른 화재 지연은 FR 응용 분야에 바람직합니다. 바이오 매스의 최대 75 %는 사카 라이드 기반 생성물 (예 : 셀룰로오스, 헤미 셀룰로스 및 리그닌)으로 구성되는 반면, 나머지는 대부분 에너지 저장 성분 (예 : 전분), 단백질 및 식물성 오일입니다.
리그닌은 분자량이 높은 가장 풍부한 바이오 기반 제품 중 하나입니다. 리그닌의 열 분해는 안정적인 숯 형성을 동반합니다. 먼저 물 방출 및 응축 반응으로 약 200 ° C를 시작합니다. 리그닌은 최대 800 ° C까지 광범위한 온도에 걸쳐 질량 손실을 경험하며, 이는 구조적 분해 및 탄산 층 형성으로 인해 발생합니다. 62 Chirico 등은 리그닌의 15 내지 20 wt%의 존재하에 폴리 프로필렌의 화재 거동이 개선되었다고보고했다. 복합재의 PHRR 및 질량 손실 속도는 일반적으로 리그닌의 숯 형성 메커니즘으로 인해 처녀 중합체와 비교하여 낮았다.
전분은 흥미로운 화재 지연 메커니즘을 가진 또 다른 바이오 기반 화합물입니다. 그것은 아밀로오스 및 아밀로펙틴 폴리머로 구성된 다당류입니다. 전분 분해 동안, 저장된 수분을 방출함으로써 물리적 탈수가 발생하고,이어서 고온에서 히드 록실기의 열 축합이 발생한다. 결과적으로, 방향족 고리 (예를 들어, 푸란)는 위에서 언급 된 물 자유화 및 에테르 세그먼트 형성의 결과로 약 400 ℃의 온도에서 형성된다. 이 방향족 고리는 나중에 탄화 및 숯 형성에 참여합니다. 64-66 전분 의 열 안정성 은 조성, 구조, 화학적 변형 및 추출 방법에 크게 의존한다는 것을 언급 할 가치가 있습니다. Starch의 높은 분해 온도는 가공 온도가 높은 중합체 복합재의 흥미로운 옵션입니다.
전분은 풍부한 탄소 공급원이며 IFRS와 결합 될 때 PLA와 같은 상업적 중합체에 대한 화염 지연 특성을 초래할 수 있습니다. 13 , 70 Wang 등은 10 중량% 전분 및 20 중량% IFR을 사용하여 PLA 복합재를 준비했습니다. 여기에서, 미세 캡슐화 된 암모늄 폴리 포스페이트는 산 공급원으로서, 멜라민은 블로킹 제로 작용하는 반면, 탄산 화제로 전분. 생성 된 복합재는 깔끔한 중합체와 비교하여 UL 94 V-0 분류 및 변형 된 드립 행동 동작과 함께 41% LOI 값을 나타냈다. 68 PLA에 별도로 전분 및 IFR의 첨가는 깔끔한 중합체와 비교하여 성공적인 화재 지연 거동을 일으키지 않았으며, 이는 전분/IFR 시스템의 잠재적 인 상승 효과를 시사한다.
단백질은 또한 화재 지연 적용에 대한 연구 관심사를 유치했습니다 . 우유의 주요 단백질 인 카르 케인은 인 함유 분자이며, 이는면 또는 폴리 에스테르 직물을위한 코팅으로 사용됩니다. 카제인-코팅 된 직물의 화재 거동은 단백질의 숯 형성 메커니즘 덕분에 총 연소 속도의 현저한 감소 측면에서 개선되는 것으로보고된다. 열 분해 동안, 카제인과 같은 단백질은 포스 포르 산과 같은 산성 화합물을 방출함으로써 숯 형성 메커니즘 및 휘발성 억제를 선호한다. Carosie 등은 총 20 중량%건조 고체 애드온으로 카제인의 현탁액을 추가함으로써 연소 속도 (-70%)의 현저한 감소 (-70%)와 폴리 에스테르의 산소 지수 (21 내지 26%)의 증가를보고했다.
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