Nükleotidler alev geciktiricilerin gelişmesine yardımcı olur
Polimer malzemeler günümüz toplumunda en çok kullanılan temel malzemelerden biridir.Hafif olmaları ve düşük fiyatları nedeniyle insanların hayatını büyük ölçüde kolaylaştırırlar. Bununla birlikte, kendi yapıları nedeniyle, çoğu polimer malzeme yanıcıdır ve belirli yangın tehlikelerine sahiptir. Bu nedenle, polimer malzemelerin büyük ölçekli tanıtımından bu yana, kullanım sırasında güvenliği artırmak için alev geciktirici teknoloji ortaya çıkmıştır. Polimer malzemelere alev geciktiriciler eklemek, alev geciktirici özelliklerini iyileştirmenin en basit ve en uygun yoludur ve aynı zamanda küresel bir güvenlik önlemidir. Şimdiye kadar, birçok alanın ihtiyaçlarını karşılamak için binlerce alev geciktirici serisi geliştirilmiştir. Bununla birlikte, polimer yapısındaki farklılık nedeniyle yanma süreci ve ayrışma yolu farklıdır ve alev geciktiriciler için gereksinimler de çok farklıdır. Aynı alev geciktirici genellikle farklı polimerlerde tamamen farklı alev geciktirici etkiler gösterir. Bu nedenle, polimerin ayrışma sürecine uygun bir alev geciktirici sistem, polimerin kendi yapısına göre tasarlanmalıdır. Ve aşağı akış teknolojisinin gelişmesiyle birlikte, alev geciktirici malzemeler için sürekli olarak yeni gereksinimler ortaya konmaktadır. Bu nedenle, alev geciktirici teknoloji, sürekli artan gereksinimleri karşılamak için yenilik yapmaya devam etmelidir.
Genel olarak, alev geciktirici teknoloji her zaman çevre koruma ve yüksek verimlilik gibi iki temel gereksinim etrafında geliştirilmiştir. Özellikle küresel yeşil stratejinin derinleşmesiyle, insanlar "doğadan doğaya" nın insan ve doğanın uyumlu bir şekilde bir arada var olmasının en iyi yolu olduğunu ve aynı zamanda malzemelerin sürdürülebilir gelişimini gerçekleştirmenin kaçınılmaz bir yolu olduğunu giderek daha fazla fark ediyor. Alev geciktiriciler, polimer malzemelerin güvenli kullanımı için gerekli katkı maddeleri olarak istisna değildir, bu nedenle biyolojik olarak türetilmiş alev geciktiricilerin geliştirilmesi de ilgi odağı haline gelmiştir. Şişen alev geciktirici (IFR), genellikle üç temel bileşenden oluşan, çevre dostu bir alev geciktirici türüdür: asit kaynağı, karbon kaynağı ve gaz kaynağı. "Üç kaynak", yanma sırasında yanmaz karbondan kapalı bir yapı oluşturmak için etkili bir şekilde eşleştirilir. Köpük tabakası, polimer ile dışarısı arasındaki ısı ve gaz alışverişini zayıflatır veya keser, böylece polimer kendi kendini söndürür. Doğada IFR potansiyeline sahip olan, polihidroksil grupları içeren nişasta, polisakkaritler, selüloz, siklodekstrin, lignin vb. Gibi doğrudan veya kimyasal işlemden sonra karbon kaynağı olarak kullanılabilen birçok madde vardır. Asit kaynağı olarak fitik asit, kazein ve deoksiribonükleik asit (DNA) gibi fosforlu maddeler kullanılabilir.
Bununla birlikte, doğal hammaddelerin çoğu zaman, zayıf ısı direnci ve düşük alev geciktirici etkinliği gibi, mükemmel alev geciktiriciler olarak kullanılmalarını engelleyen birçok dezavantajı vardır. Bu nedenle, mükemmel termal ayrışma performansı sağlamak ve alev geciktirici olarak problemlerinin üstesinden gelmek için makul ölçüde kimyasal olarak modifiye edilmelidir. Birçok doğal hammadde arasında, DNA ve ribonükleik asit (RNA), doğadaki yaşamın ilkelleri olarak benzersizdir. Genellikle fosfat grupları, beş karbonlu şekerler ve nitrojen içeren bazlardan oluşurlar.Bunlardan fosfat grubu IFR'nin asit kaynağı olarak kullanılabilir, beş karbonlu şeker karbon kaynağı ve baz gaz kaynağıdır, bu nedenle doğal üç kaynaklı bir IFR'dir. . Avrupa ve Amerika Birleşik Devletleri'ndeki bilim adamları, DNA'yı alev geciktirici olarak kullanmaya çalıştılar ve pamuklu kumaşlar, polyester köpük, etilen vinil asetat, poliüretan ve diğer malzemelerin yüzeyine uyguladılar ve hepsi iyi alev geciktirici etkiler elde ettiler. Bununla birlikte, zayıf ısı direnci nedeniyle, polimer malzemelerin eriyik işlemesini karşılayamaz. Dahası, DNA pahalıdır, mevcut ticari alev geciktiricilerden 3 kat daha yüksektir ve bu da endüstriyel uygulamasını büyük ölçüde sınırlayacaktır.
Nükleotid, DNA ve RNA'nın temel birimidir, yaygın bir biyokimyasal hammaddedir ve nispeten ucuzdur.Çeşitli yiyecek ve yemlerde katkı maddesi olarak yaygın olarak kullanılır. Dahası, yapı oldukça tasarlanabilir ve yeni bir tür biyo-bazlı alev geciktirici hazırlaması beklenmektedir. IFR mekanizmasına göre, Çin Bilimler Akademisi Ningbo Malzeme Enstitüsü'nün ince fosforlu kimyasal ekibi, alev geciktirici mikro küreler (MFA) oluşturmak için nükleotid moleküllerini melamin formaldehit reçinesinin yapısına yerleştirir; çünkü nükleotidlerin aktif grupları Koruma, ısı direnci geliştirilir ve polipropilende (PP) iyi alev geciktirici etki elde edilir Yalnızca ağırlıkça% 1 MFA eklenmesi IFR miktarını% 30'dan fazla azaltabilir, bkz. Tablo 1. Bununla birlikte, fosforik asit doğrudan beş karbonlu şekere bağlı olduğundan, işlem sırasında karbonizasyonu katalize etmek ve numunenin rengini değiştirmesine neden olmak çok kolaydır.Bu nedenle, nükleotidler, termal ayrışma davranışını daha da kontrol etmek ve işlem sırasında stabil hale getirmek için tuzlanır. Yüksek sıcaklıkta alev geciktirici etki yapar. Bu çalışma, biyo-bazlı alev geciktirici hazırlama ve uygulama teknolojisinin geliştirilmesine yardımcı olacak ve gelecekte ev aletleri, elektronik cihazlar, araçlar, teller ve kablolar alanlarında iyi uygulama olanaklarına sahip olacaktır.
İlgili araştırma sonuçları J. Anal. Appl. Pyrol. (2016, 121: 394 -402), ASSustainable Chem. Eng. (2017, 5, 2375-2383); 3 patent başvurusu (CN 2015109808051, CN201611014774.5, CN201611262420.2). Bu araştırma Ningbo Bilim ve Teknoloji İnovasyon Ekibi Projesi tarafından finanse edildi.
Şekil 1 Biyo-ilkel sinerjistik alev geciktirme sürecinin şeması
Şekil 2 Alev geciktirici mikro kürelerin taramalı elektron mikrografı ve parçacık boyutu dağılımı
Alev geciktirici PP'nin Tablo Oksijen indeksi ve UL-94 dikey yanma performansı
Yazar, Çin Bilimler Akademisi, Ningbo Teknoloji ve Mühendislik Enstitüsü'nde araştırmacıdır.
