১. শিখা প্রতিরোধক প্রক্রিয়া (স্ফীতকরণ ক্রিয়া)
এপিপি প্রধানত একটি স্ফীতকরণ শিখা প্রতিরোধক হিসেবে কাজ করে। এর মানে হল, যখন এটি তাপে উন্মোচিত হয়, তখন এটি উপাদানটিকে ফুলে তোলে এবং এর পৃষ্ঠে একটি পুরু, ছিদ্রযুক্ত, কার্বনেসি স্তর (চার) তৈরি করে।এই প্রতিরক্ষামূলক চার স্তরটি এর শিখা প্রতিরোধক ক্রিয়ার মূল চাবিকাঠি, যা তিনটি প্রধান পর্যায়ে ঘটে:
পর্যায় ১: অ্যাসিড উৎস (বিয়োজন)
গরম করার পরে (সাধারণত ২৫০°C এর উপরে), এপিপি ভেঙে যায় এবং পলিফসফরিক অ্যাসিড এবং অ্যামোনিয়া গ্যাস তৈরি করে।
(NH₄PO₃)ₙ → H₄P₄O₁₂-টাইপ পলিফসফরিক অ্যাসিড + NH₃
- পর্যায় ২: কার্বনাইজেশন (চার গঠন)
শক্তিশালী, ডিহাইড্রেটিং পলিফসফরিক অ্যাসিড একটি কার্বন উৎসের সাথে বিক্রিয়া করে (প্রায়শই একটি পলিহাইড্রোক্সিল যৌগ যেমন পেনটাএরিথ্রিটল, যা একটি স্ফীতকরণ পদ্ধতির অংশ, অথবা পলিমার ম্যাট্রিক্স নিজেই)। এই বিক্রিয়াটি কার্বন উৎসের ডিহাইড্রেশন এবং কার্বনাইজেশনকে অনুঘটক করে, যা কার্বন-সমৃদ্ধ চার তৈরি করে। - পর্যায় ৩: ফোলানো (সম্প্রসারণ)
নিঃসৃত অ্যামোনিয়া গ্যাস সান্দ্র, গলিত কার্বনাইজিং ভরের মধ্যে আটকা পড়ে। এর ফলে চার ফেনা তৈরি করে এবং নাটকীয়ভাবে প্রসারিত হয়, যা একটি পুরু, বহু-কোষীয়, হালকা কার্বনেসি ফোম স্তর তৈরি করে।
এই চার স্তরটি কীভাবে কাজ করে:
- বাধা প্রভাব:চার একটি ভৌত বাধা হিসেবে কাজ করে, যা অন্তর্নিহিত উপাদানটিকে শিখার তাপ থেকে রক্ষা করে এবং সহজে জ্বলনযোগ্য উদ্বায়ী গ্যাস নির্গত হতে বাধা দেয়।
- তাপ শোষক:বিয়োজন এবং প্রসারণ প্রক্রিয়াগুলি তাপশোষক, যার অর্থ তারা তাপ শোষণ করে, যা স্তরটিকে শীতল করে।
- তরলীকরণ:নিঃসৃত অ-জ্বলনযোগ্য অ্যামোনিয়া গ্যাস দহন অঞ্চলের কাছাকাছি অক্সিজেন এবং জ্বলনযোগ্য গ্যাসগুলিকে তরল করে।
২. মূল বৈশিষ্ট্য
- হ্যালোজেন-মুক্ত:এপিপি-তে ক্লোরিন বা ব্রোমিন নেই, যা এটিকে পরিবেশগতভাবে পছন্দের একটি বিকল্প করে তোলে কারণ এটি দহনের সময় ক্ষয়কারী বা বিষাক্ত ডাইঅক্সিন এবং ফিউরান তৈরি করে না।
- স্ফীতকরণ:এর প্রধান কাজ হল একটি প্রতিরক্ষামূলক, প্রসারিত চার স্তর তৈরি করা।
- উচ্চ দক্ষতা:অন্যান্য কিছু খনিজ শিখা প্রতিরোধকের তুলনায় এটি তুলনামূলকভাবে কম লোডিংয়ে খুব কার্যকর।
- ভাল তাপীয় স্থিতিশীলতা:এপিপি-র উচ্চ বিয়োজন তাপমাত্রা রয়েছে, যা এটিকে এমন পলিমারের জন্য উপযুক্ত করে তোলে যা উচ্চ তাপমাত্রায় প্রক্রিয়াকরণ করা হয়।
- কম জল দ্রবণীয়তা:উচ্চ আণবিক ওজন (দীর্ঘ-শৃঙ্খল) এপিপি গ্রেডগুলির জলে খুব কম দ্রবণীয়তা রয়েছে, যা দীর্ঘমেয়াদী স্থায়িত্ব এবং লিচিং প্রতিরোধের জন্য গুরুত্বপূর্ণ।
- রাসায়নিকভাবে নিষ্ক্রিয়:এটি সাধারণত পলিমার ম্যাট্রিক্সের মধ্যে অ-প্রতিক্রিয়াশীল, যা পলিমারের অন্তর্নিহিত বৈশিষ্ট্যগুলির উপর প্রভাব কমিয়ে দেয়।
৩. সুবিধা এবং অসুবিধা
সুবিধা:
- চমৎকার অগ্নি সুরক্ষা:স্ফীতকরণ চার একটি স্থিতিশীল, অন্তরক বাধা তৈরি করে চমৎকার সুরক্ষা প্রদান করে।
- কম ধোঁয়া এবং কম বিষাক্ততা:একটি হ্যালোজেন-মুক্ত প্রতিরোধক হিসাবে, এপিপি হ্যালোজেন-ভিত্তিক বিকল্পগুলির চেয়ে উল্লেখযোগ্যভাবে কম ধোঁয়া এবং কম বিষাক্ত গ্যাস তৈরি করে, যা জীবন সুরক্ষার জন্য অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।
- পরিবেশগত সামঞ্জস্যতা:এর হ্যালোজেন-মুক্ত প্রকৃতি বিশ্বব্যাপী পরিবেশগত বিধিগুলির সাথে সঙ্গতিপূর্ণ (যেমন, RoHS, REACH)।
- বহুমুখীতা:এটি বিভিন্ন ধরণের পলিমারে কার্যকর, যার মধ্যে রয়েছে পলিওলেফিন (পলিপ্রোপিলিন, পলিইথিলিন), আবরণ, পেইন্ট, টেক্সটাইল এবং রাবার।
- অন্যান্য সংযোজনগুলির সাথে সমন্বয়:এপিপি অন্যান্য যৌগগুলির সাথে (যেমন ফোমিং এজেন্ট হিসাবে মেলামাইন এবং কার্বন উৎস হিসাবে পেনটাএরিথ্রিটল) শিখা প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য সমন্বিতভাবে কাজ করে।
অসুবিধা:
- জলীয় বিশ্লেষণ সংবেদনশীলতা:এপিপি আর্দ্রতার প্রতি সংবেদনশীল হতে পারে, বিশেষ করে কম আণবিক ওজনের গ্রেডগুলি। জল/আর্দ্রতার দীর্ঘায়িত এক্সপোজার এর জলীয় বিশ্লেষণ ঘটাতে পারে, যা এটিকে ছোট শৃঙ্খলে ভেঙে দেয় (যেমন, অর্থোফসফেট), যা এর কার্যকারিতা হ্রাস করে। এর জন্য স্থিতিশীল, উচ্চ-আণবিক-ওজনের গ্রেড বা বহিরঙ্গন অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রতিরক্ষামূলক আবরণ ব্যবহার করা প্রয়োজন।
- সামঞ্জস্যতা এবং প্রক্রিয়াকরণ সমস্যা:এপিপি-র উচ্চ লোডিং কখনও কখনও পলিমারের যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে (যেমন, প্রভাব শক্তি) এবং প্রক্রিয়াকরণের রিওলজিকে প্রভাবিত করতে পারে।
- স্থানান্তর/ব্লুমিং:কিছু পলিমার সিস্টেমে, এপিপি কণা সময়ের সাথে পৃষ্ঠের দিকে স্থানান্তরিত হতে পারে, যার ফলে "ব্লুমিং" নামক একটি ঘটনা ঘটে, যা পৃষ্ঠের চেহারা এবং পেইন্টযোগ্যতাকে প্রভাবিত করতে পারে।
- স্ফীতকরণ সিস্টেমের খরচ:যদিও এপিপি নিজেই সাশ্রয়ী, তবে একটি সম্পূর্ণ স্ফীতকরণ সিস্টেম (এপিপি + কার্বন উৎস + ফোমিং এজেন্ট) অ্যালুমিনিয়াম ট্রাইহাইড্রক্সাইড (এটিএইচ)-এর মতো সাধারণ ফিলারগুলির চেয়ে বেশি ব্যয়বহুল হতে পারে।
- অম্লীয় প্রকৃতি:উৎপন্ন পলিফসফরিক অ্যাসিড সঠিকভাবে পরিচালনা না করা হলে প্রক্রিয়াকরণ সরঞ্জামের জন্য ক্ষয়কারী হতে পারে।