Yangın insanların ölümüne, maddi kayıplara ve benzersiz sanatsal/tarihi eserlerin kaybına yol açabilir. Hızlı nüfus artışı, çarpık kentleşme ve hızlı sanayileşme yangın sayısını ve yangınların neden olduğu hasar miktarını artırmaktadır.
Yangınlardan kaynaklanan can ve mal kaybını en aza indirmek için alınması gereken önlemlerden biri yanıcı olmayan kimyasalların kullanılmasıdır. Temel olarak, bu kimyasallar alev geciktiriciler ve katkı maddeleri ve reaktifler gibi duman bastırma maddeleri olarak iki ana gruba ayrılabilir. Katkı maddeleri genellikle dolgu maddesi olarak kullanılır ve reaktif bileşenlerin aksine diğer bileşenlerle reaksiyona girmez [1].
Genel olarak, alev geciktiricilerden iki önemli özellik beklenir. Alev geciktirici etkiye sahip olmalı ve daha sonra dahil edilecek ana malzemenin işleme özelliklerine zarar vermemelidir. Belirli oranlarda eklenen alev geciktirici katkı maddeleri, hem kolay alevlenir ana malzemeyi seyreltir hem de ana maddenin oksijen indeksini azaltır. Oksijen indeksi, ana maddenin yanmaya devam etmesi için gereken minimum oksijen miktarıdır [2,3].
Alev geciktiriciler pazarı yıllık %5 oranında artmaktadır. Bunun en önemli nedeni günümüzde plastik kullanımının artmasıdır. İlk alev geciktiricilerinden biri olan PCB (poliklorlu bifeniller), toksik etkisi nedeniyle 1977’de yasaklandı.
Bugün, brom bazlı alev geciktiriciler kullanılmaktadır, ancak yan etkileri nedeniyle kullanımları sınırlıdır. Avrupa Birliği, 2008 itibariyle PDBE (polikarbonlanmış difenil eterlerin) birçoğunun kullanımını yasaklamıştır.
Dünyadaki alev geciktiricilerle ilgili problemler, organizmalarda inorganik maddelerin birikmesi, insanların yangın anında bu kimyasallardan etkilenerek zehirlenmesi ve yanmadan kaynaklanan istenmeyen gazların çevreye olan etkileri diye sıralanabilir.
Klor ve brom bazlı alev geciktiriciler içeren malzemelerin kullanımı, yanma sonucu çevreye ve insana zararlı gazların oluşumu nedeniyle 2000’den sonra periyodik olarak kısıtlanmıştır veya yasaklanmıştır. Zararsız alev geciktirici polimerik malzemelerin geliştirilmesi, teknolojideki hızlı iyileşme nedeniyle son yıllarda büyük önem kazanmıştır [4].
Alev geciktirici polimerler, polimere alev geciktirici katkı maddeleri eklenerek veya alev geciktirici bileşiklerin polimere kimyasal bağlarla tutturulmasıyla hazırlanabilir.
Alev geciktirici katkı maddelerinin kullanımı, yeterli düzeyde alev geciktiriciliği elde etmek için yüksek yükleme gerektirir ve halojenli alev geciktiriciler, yanma sırasında toksik ve aşındırıcı dumanlar üretebilirken, kimyasal olarak bağlanmış bileşikler küçük miktarlarda etkili olabilir.
Halojen tipi alev geciktiricilere kıyasla, yanma sırasında fosfor içeren bileşiklerin daha az toksik gaz ve duman ürettiği bulunmuştur. Kimyasal olarak eklenen fosfor içeren monomerler alev geciktiriciliğini artırır. Böylece fosfor içeren monomerler alev geciktirici kaplamalarda yaygın olarak kullanılmaktadır.
Halojen içeren alev geciktiricilerin toksisitesi ve çevresel endişeleri nedeniyle, fosfor içeren alev geciktiriciler çevre dostu ikameler olarak çok dikkat çekmiştir [5].
Katkı maddesi olarak kullanılan alev geciktiriciler zamanla çöker ve etkileri azaldığından, kendiliğinden yanmaz özelliği olan polimerler tercih edilir. Fosfor içeren alev geciktiriciler yanma sırasında daha az toksik gaz ürettiklerinden halojenli alev geciktiricilerin yerini almaktadır [6,7].
İzel Kimya şirketi, daha dayanıklı kaplamalar yapmak için yangın geciktirici özelliklere sahip yeni reçinelerin üretimi konusunda araştırmalar yapmaktadır. Kimyasal bağlarla, alkid, akrilat ve polyester gibi farklı reçinelere fosfor içeren monomerler ilave edilebilir ve daha sonra bunlardan elde edilen kaplamalarda alev geciktirme artırılabilir.
Referanslar
[1] Alexander B. Morgan (2019) The Future of Flame Retardant Polymers – Unmet Needs and Likely New Approaches, Polymer Reviews, 59:1, 25-54.
[2] V. Babrauskas, R. Fuoco, A. Blum, Chapter 3- Flame Retardant Additives in Polymers: When do the Fire Safety Benefits Outweigh the Toxicity Risks? Editor(s): Constantine D. Papaspyrides, Pantelis Kiliaris, Polymer Green Flame Retardants, Elsevier,2014, 87-118.
[3] Al-Mosawi, Ali & Abbas Abdulsada, Shaymaa. (2015). Flame Retardancy of Biopolymer Polyhydroxyalkanoate Composite. International Journal of Advanced Research.3. 883- 886.
[4] Wang, Hui & Wang, Shuang & Du, Xiaosheng & Wang, Haibo & Cheng, Xu & Du, Zongliang. (2019). Synthesis of a novel flame retardant based on DOPO derivatives and its application in waterborne polyurethane. RSC Advances. 9. 7411-7419.
[5 Emrah Çakmakçı, Yusuf Mülazim, Memet Vezir Kahraman, Nilhan Kayaman Apohan, Flame retardant thiol–ene photocured coatings, Reactive and Functional Polymers, Volume 71, Issue 1, 2011, 36-41,
[6] Khalifah A. Salmeia, Sabyasachi Gaan, An overview of some recent advances in DOPOderivatives: Chemistry and flame-retardant applications, Polymer Degradation and Stability, Volume 113, 2015, 119-134.
[7] Shuyu Liang, N. Matthias Neisius, Sabyasachi Gaan, Recent developments in flame retardant polymeric coatings, Progress in Organic Coatings, Volume 76, Issue 11, 2013, 1642-1665.
Dr. Cemil Dızman
Ar-Ge Müdürü
İzel Kimya
Elif Ozman
Ar-Ge Araştırmacı
İzel Kimya
