Ingurumen-araudi globalak gogortu eta garapen iraunkorraren kontzeptuetan sakonduz,halogenorik gabeko suaren atzeragarriakpolimeroen materialen suaren aurkako aldaketarako aukera nagusi bihurtu dira. Ohiko suaren atzeratzaile halogenatuekin alderatuta, halogenorik gabeko sistemek ke eta gas korrosibo gutxiago sortzen dute errekuntzan, eta ez dute dioxina bezalako substantzia toxikorik sortzen. Hala eta guztiz ere, halogenorik gabeko sugar-iragantzaile ezberdinek, hala nola, fosforoa, nitrogenoa, hidroxido metalikoak eta hedapen motak propietate desberdinak dituzte merkatuan. Material-sistemetan eta aplikazio-eszenatokietan oinarrituta nola aukeratu zientifikoki teknikariek aurrez aurre duten funtsezko arazoa bihurtu da. Artikulu honek dimentsio anitzeko halogenorik gabeko sugar-iragantzaileen hautaketa-logika aztertuko du.
Halogenorik gabeko suaren atzerakoiek bi moduren bidez funtzionatzen dute batez ere: gas-faseko sugar-iragantzaileak deskonposatzen dira erregaiak ez diren gasak (adibidez, nitrogenoa eta ur-lurruna) ekoizteko, oxigenoa eta gas erregaiak diluitzen dituztenak; Fase kondentsatuak suaren atzerakoiak karbono-geruza bat osatzen du materialaren gainazalean, beroa eta oxigeno-transferentzia isolatuz. Fosforoan oinarritutako suaren atzerakoiek (esate baterako, fosfato-esterrak eta amonio-polifosfatoa) fase kondentsatuan jarduten dute nagusiki, eta nitrogeno-oinarritutako suaren aurkakoek (adibidez, melamina eta bere deribatuak) gas fasean gehiago jokatzen dute. Funtsezko ezberdintasun hori ulertzea da aukera bat egiteko lehen urratsa.
Suaren atzeragarri bakar batek askotan huts egiten du nahi den efektua lortzen. Fosforo-nitrogenoaren sistema sinergikoa da konbinazio klasikoena, zeinetan amonio polifosfatoa (azido-iturri) melaminarekin (gas-iturri) konbinatuta erabiltzen den karbono-geruza trinko hedatua osatzeko, suaren aurkako eraginkortasuna nabarmen hobetuz. Hidroxido metalikoek (aluminio hidroxidoa, magnesio hidroxidoa) gehigarri kopuru handia behar dute (normalean % 50-60), baina organosiliziozko eta zink borato bezalako sinergiko kopuru txiki batekin konbinatuz gero, gehigarri kopurua murriztu daiteke eta propietate mekanikoak hobetu daitezke.
Polimero polarrek (adibidez, PA eta PBT) bateragarritasun ona dute suaren atzeratzaile polarrekin (adibidez, fosforoan oinarritutako), eta lotura kimiko edo hidrogeno bidez konbina daitezke, sakabanaketa uniformearekin eta propietate mekanikoetan eragin minimoarekin. Poliolefinak ez polarrak (PP, PE) egokiak dira gainazalean eraldatutako metal hidroxidoak edo mikrokapsulatutako suaren atzeragarriak erabiltzeko, interfaze-lotura hobetzeko.
Egonkortasun termikoa funtsezko adierazle teknikoa da.Aluminio hidroxidoa200 ℃-tik gora deskonposatzen hasten da, beraz, ez da egokia 200 ℃-tik gorako tenperatura duten ingeniaritza plastikoak prozesatzeko. 240-280 ℃ arteko prozesatzeko tenperatura duten PBT eta PA6 bezalako materialen kasuan, egonkortasun termiko handiko fosforoan oinarritutako suaren atzeragarriak (adibidez, hipofosfatoak) edo gainazal estalitako magnesio hidroxidoa aukeratu behar dira.
Produktu gardenek (adibidez, PC, PMMA) errefrakzio-indizearekin bat datozen suaren atzeragarriak aukeratu behar dituzte. Silikona organikoko sugar-iraungitzaileek eragin nahiko txikia dute gardentasunean, metal hidroxidoek atomizazio larria eragin dezaketen bitartean. Partikulen tamainaren kontrola ezinbestekoa da, eta mikroen maila azpiko suaren aurkako dispertsioek argiaren sakabanaketa ahalik eta gehien murriztu dezakete.
Oxigeno-indize mugatzailea (LOI) eta kono-kalorimetria proba dira ebaluazio-metodo nagusiak. Zenbat eta LOI balio handiagoa izan, orduan eta zailagoa da materiala airean erretzea (orokorrean>% 28 suaren aurkakotzat hartzen da). Kono kalorimetroak parametro zinetikoak lor ditzake, hala nola, beroa askatzeko tasa gailurra (pHRR) eta beroa askatzeko tasa totala (THR), zientifikoki sute errealetako errendimendua islatuz.
Suaren atzeragarriak gehitzeak propietate mekanikoei eragiten die ezinbestean. Azalera aldatzeko teknikak, hala nola, silano-akoplamendu-agenteak eta titanio-azido-ester tratamendua, interfaze-lotura hobetu dezakete; Partikulen tamainaren optimizazioak (1-5 μm da optimoa) eta morfologiaren kontrola (xafla-itxurako magnesio hidroxidoa kubikoa baino handiagoa da) estresaren kontzentrazio-puntuak murriztu ditzakete. Gomendatu diseinu esperimentalak erabiltzea, esate baterako, Taguchi metodoa, suaren atzeragarrien, gogortzaileen eta lubrifikatzaileen erlazioa optimizatzeko.
Bero hezearen zahartzearen (85 ℃/% 85 RH) eta UV zahartzearen ondoren suaren atzerapenaren atxikipen-tasa da aplikazio praktikorako gakoa. Fosfato-ester suaren atzeratzaile batzuek hidrolisi arriskua dute eta mikrokapsulazioa edo egitura molekularra aldatzea (eraztun aromatikoak sartzea) behar dute iraunkortasuna hobetzeko.
Geruzatutako hidroxido bikoitzak (LDH), montmorillonita eta beste nanomaterial batzuek beroa askatzeko tasa nabarmen murrizten dute % 3-5eko kopuru batean gehitzen direnean, eta eragin txikia dute propietate mekanikoetan, baina dispertsioaren arazoa konpondu behar da. Karbonozko nanohodiak/grafenoak hiru dimentsioko sareko karbono geruza bat osa dezake, hau da, kea eraginkorra ezabatzeko eta suaren atzerapenerako norabide berria.
Azido fitikoa, almidoia eta lignina bezalako biomasatik eratorritako suaren atzeragarriak praktikoak bihurtzen ari dira. Material hauek karbono eduki handia dute, karbonizazio propietate onak eta ekonomia zirkularraren kontzeptuarekin bat egiten dute. Eraginkortasuna oraindik hobetu behar bada ere, ingurumen-eskakizun oso handiak dituzten eremuetan aplikatzen hasi dira.
Materialen simulazio-teknologiaren garapenarekin (dinamika molekularra, ikaskuntza automatikoaren iragarpena), suaren atzeragarrien aukeraketa saiakera eta errore enpirikotik diseinu arrazionalera pasatzen ari da. Etorkizunean, eraginkortasun handia, toxikotasun baxua eta funtzio anitz (kea kentzea, tantaren aurkakoa eta hobekuntza) konbinatzen dituzten sistema adimendunak ikerketa eta garapenaren ardatz bihurtuko dira, eta materialen, suaren aurkako eta prozesuen arteko elkarrekintza sakon ulertzea beti izango da aukera onenak egiteko oinarri teknologikoa.
