• ترکیباتی که سبب کاهش حرارت در تماس با گاز های فرار می‌شوند.

۳-۳-۱- فرمولاسیون کند سوز کننده ها
اغلب فرمول بندی‌هایی که امروزه مورد استفاده قرار می‌گیرند شامل فسفر، نیتروژن، برون هستند. اغلب این مواد در برابر رطوبت مقاوم نبوده و آبشویی می‌گردند.
۳-۳-۲- فسفر
ترکیبات شیمیایی حاوی فسفر یکی از قدیمی‌ترین ترکیبات مورد استفاده به عنوان کند سوز کننده می‌باشند. مونو آمونیوم و دی آمونیوم فسفات که با ترکیبات نیتروژنی مورد استفاده قرار می‌گیرند(هندریکس و دراک، ۱۹۷۲؛ لانگلی و همکاران، ۱۹۸۰؛ کائور و همکاران، ۱۹۸۶).
فسفر آلی و ترکیبات پلی فسفات اغلب به عنوان کند سوز کننده مورد استفاده قرار می­گیرند. استفاده از آمونیوم پلی فسفات به اندازه ۹۶ کیلوگرم در متر مکعب گسترش شعله ۱۵ را بر اساس استاندارد ASTM E84 می‌دهد(هولمز، ۱۹۷۷). فرمول بندی‌های دیگر حاوی فسفر دارای موادی همچون گوانیل اوره فسفات و بوریک اسید و فسفریک اسید، اسید بوریک و آمونیاک هستند. موثر ترین ترکیب اسید فسفریک می‌باشد با کاهش وزنی به میزان ۶۱ درصددر مقایسه با کاهش وزن چوب بدون تیمار به میزان ۹۳ درصد(سابییاساچی، ۲۰۰۶).
۳-۳-۳- برون
براکس(سدیم تترا بورات دکا هیدرات) و اسید بوریک از پر کاربردترین کند­سوز کننده­ها می‌باشند. برات‌ها دارای دمای ذوب پایینی هستند و در تماس با حرارت بالا شکل شیشه ­ای به خود می‌گیرند که همین امر می‌تواند سبب ایجاد محافظ فیزیکی در برابر حرارت باشد. براکس سبب جلوگیری از گسترش شعله می‌گردد اما اغلب سبب افزایش دود و افروختگی می‌گردد. اسید بوریک سبب کاهش دود و افروختگی می‌گردد اما تأثیر کمی در جلوگیری از گسترش شعله دارد. به همین دلیل براکس اسید بوریک عموماً با هم مورد استفاده قرار می‌گیرند. ترکیبات بورون عموماً با ترکیبات دیگری همچون فسفر ترکیبات آمین برای افزایش اثر بخشی مورد استفاده قرار می‌گیرند. جدول زیر نشان می‌دهد چوب‌های تیمار شده با اسید بوریک کاهش وزن معادل ۸۱ درصد و بوراکس ۸۹ درصددر ۵۰۰ درجه سانتی ­گراد را نشان می‌دهند. این مقدار به اندازه ترکیبات فسفردار تأثیر گذار نمی‌باشد (لوان، ۱۹۹۰).

(( اینجا فقط تکه ای از متن درج شده است. برای خرید متن کامل فایل پایان نامه با فرمت ورد می توانید به سایت feko.ir مراجعه نمایید و کلمه کلیدی مورد نظرتان را جستجو نمایید. ))

۳-۳-۴- آمونیوم سولفات
این ماده پایدار و از نام‌های دیگر این ماده می‌توان به نمک دی آمونیوم اسید سولفوریک، ماسکاژنیت، آکتا مستر، دولامین اشاره نمود. فرمول مولکولی(NH42SO4) به صورت بی بو وبی رنگ تا سفید روشن و خاکستری (باسفاج، ۱۹۹۹) به صورت گرانول یا کریستالی می‌باشد. دانسیته ۱٫۷۶۹ گرم بر سانتی­ متر مربع در ۲۰ درجه سانتی ­گراد دما(CRC، ۲۰۰۲) و دارای جرم مولی ۱۳۲٫۱۴ گرم بر مول و دمای ذوب ۲۳۵ تا ۲۸۰ درجه سانتی ­گراد(جملین، ۱۹۳۶؛ CRC، ۲۰۰۲) و با حلالیت ۷۰٫۶ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب در دمای صفر درجه سانتی ­گراد، ۷۴٫۴ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب در دمای ۲۰ درجه سانتی ­گراد و ۱۰۳٫۸ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب در دمای ۱۰۰ درجه سانتی ­گراد و نا­محلول در استن، الکل و اتر می‌باشد. کریستالیته وابسته به رطوبت۷۹٫۲ % در دمای ۳۰ درجه سانتی ­گراد، غیر قابل اشتعال می‌باشد اما ممکن است در دمای بالای ۹۳٫۳ درجه سانتی ­گراد در محیط بسته مشتعل گردد؛ وPH آن ۵ تا ۶ (فرانک، ۱۹۸۰) می‌باشد.
شکل ۳-۳-۱- آمونیوم سولفات
از نمک‌های معدنی با استفاده تجاری می‌باشد. یکی از مهم‌ترین کاربرد های این ماده به صورت کود در خاک می‌باشد و می‌تواند سبب کاهش PH خاک گردد و بدین منظور برای کنترل PH خاک‌های قلیایی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در کشاورزی نیز در علف­کش‌ها، حشره­کش‌ها و قارچ­کش‌های محلول در آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. در صنایع غذایی نیز به عنوان افزودنی مورد استفاده قرار می‌گیرد. به صورت ترکیب دی آمونیوم سولفات به عنوان کند سوز کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. وقتی به صورت کند­سوز کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد سبب کاهش حرارت، کاهش میزان کاهش وزن و افزایش باقی مانده یا زغال ناشی از سوختن می‌گردد. در دمای ۱۵۰ تا ۲۸۰ درجه سانتی ­گراد بسته به شرایط آزمایش شروع به تجزیه شدن کرده و این تجزیه شدن در دمای ۳۳۶ تا ۳۵۷ درجه سانتی ­گراد تکمیل می‌گردد. تأثیر زیست­محیطی آن می‌تواند بر روی آب و موجودات آبزی باشد. در صنعت کاغذ سازی نیز از این ماده برای افزایش مقاومت در برابر آتش استفاده می‌گردد (جانسون و سندر، ۱۹۷۷؛ اوتمر، ۱۹۸۴؛ بوداواری، ۱۹۹۶؛ HSDB، ۲۰۰۲).
۳-۳-۵- آمونیوم فسفات
نام آیوپاک این ماده آمونیوم فسفات می‌باشد. از نام‌های دیگر آن می‌توان به تری آمونیوم فسفات اشاره نمود. فرمول مولکولی آن H12N3O4P جرم مولی ۱۴۹٫۰۹ گرم بر مول و حلالیت در آب ۵۸ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آبدر دمای ۲۵ درجه سانتی ­گراد می‌باشد. آمونیوم فسفات یکی از نمک‌های آمونیاک و فسفریک اسید می‌باشد. پودر کریستالی می‌باشد که در محصولات ترموپلاستیک به عنوان کند سوز کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد(لوان، ۱۹۹۰؛ راجر، ۲۰۰۵؛ مدیسون، ۲۰۱۰).
شکل ۳-۳-۲- آمونیوم فسفات
۳-۳-۶- دی آمونیوم فسفات
نام آیوپاک این ماده دی آمونیوم هیدروژن فسفات می‌باشد. از نام‌های دیگر این ماده می‌توان دی آمونیوم فسفات و آمونیوم مونو هیدروژن فسفات را نام برد. این ماده به فرمولNH₄ ۲HPO4 و جرم مولی ۱۳۲٫۰۷ گرم بر مول به صورت پودر سفید رنگ با دانسیته ۱٫۶۱۹ گرم بر سانتی­متر مکعب و دمای ذوب ۱۵۵ درجه سانتی ­گراد با حلالیت ۵۷٫۵ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب در ۱۰ درجه سانتی ­گراد و ۱۰۶٫۷ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد و غیر قابل حل در الکل، استن و آمونیاک مایع می‌باشد. غیر قابل اشتعال می‌باشد (لوان، ۱۹۹۰؛ مدیسون، ۲۰۱۰).
شکل ۳-۳-۳- دی آمونیوم فسفات
از این ماده به عنوان کود و افزودنی به خاک و برای کاهش PH خاک استفاده می‌گردد. کند­سوز کنندگی نیز یکی دیگر از کاربرد­های این ماده می‌باشد که سبب کاهش حرارت، کاهش میزان کاهش وزن و در نهایت سبب افزایش میزان زغال و باقی مانده پس از سوختن می‌گردد. تأثیر مهمی در مهار آتش با کاهش دمای پیرولیز داشته و سبب افزایش زغال و در حقیقت کاهش سوخت برای آتش می‌گردد(راجر، ۲۰۰۵).
۳-۳-۷- آمونیوم دی هیدروژن فسفات
نام در سیستم آیوپاک آمونیوم دی هیدروژن فسفات می‌باشد و از نام‌های دیگر این ماده مونو آمونیوم فسفات می‌باشد. به فرمول مولکولیH6NO4P و جرم مولی ۱۱۵٫۰۳ گرم بر مول به صورت کریستال ۴ وجهی و سفید رنگ با دانسیته ۱٫۸۰ گرم بر سانتی­متر مکعب و دمای ذوب ۱۹۰ درجه سانتی ­گراد با حلالیت ۴۰٫۴ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر آب می‌باشد. از این ماده نیز به عنوان کند­سوز کننده استفاده می‌گردد. در تماس با چشم و پوست می‌تواند سبب ایجاد سوزش و حساسیت گردد. PH آن ۴٫۲ در محلول ۰٫۲ مولار می‌باشد. از جمله مواد ناسازگار با این ماده می‌توان قلیا ها، اسید های قوی، مس و آلیاژهایش را نام برد ( لوان، ۱۹۹۰؛ مدیسون، ۲۰۱۰).
شکل ۳-۳-۴- آمونیوم دی هیدروژن فسفات
۳-۳-۸- کلرید روی
از نمک‌های معدنی با نام آیوپاک کلرید روی و از نام‌های دیگر این ماده می‌توان به کلرید روی دو ظرفیتی، دی کلراید­روی و بوتر روی، اشاره نمود. فرمول مولکولی ZnCl2 جرم مولی ۱۳۶٫۳۱۵ گرم بر مول به صورت کریستال جامد بی رنگ تا سفید رنگ می‌باشد. بی بو، دانسیته ۲٫۹۰۷ گرم بر سانتی­متر مکعب دمای ذوب ۲۹۲ درجه سانتی ­گراد و دمای جوش ۷۵۶ درجه سانتی ­گراد حلالیت در آب ۴۳۲۰ گرم در یک لیتر آب در دمای ۲۵ درجه سانتی ­گراد و قابل حل در اتانول گلیسرول و استن می‌باشد. میزان حلالیت در الکل ۴۳۰۰ گرم در لیترLD50 برابر ۳۵۰ میلی­گرم بر کیلوگرم، حلالیت بالایی در آب دارد. کلرید روی خورنده، خطرناک برای محیط می‌باشد. عوارض ناشی ازمسمومیت با فلز روی برخی گزارش‌ها اشاره شده است. از جمله این عوارض فیبروز ریه متعاقب استنشاق روی است. گزارشاتی وجود دارد مبنی بر اینکه روی موجب بسته شدن مجاری غدد وهمچنین موجب اگزما و تاول در پوست می­گردد، کلریدروی موجب زخم­های پوستی می‌شود.
فلزروی موجب کاهش وزن کبد می‌شود. ولی تغییرات میکروسکوپی و هیستوپاتولوژیک قابل توجهی درآن بوجود نمی‌آورد، تغییرات حاصل از روی، در کلیه و طحال نیز اندک است. کلرید روی به عنوان بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار می‌گیرد. در ترکیب با فلزات می‌تواند تولید گاز های اشتعال پذیر نماید (لوان، ۱۹۸۹؛ یونگر، ۲۰۰۱؛ راجر، ۲۰۰۵).
۳-۳-۹- بوریک اسید
بوریک اسید یا بوراسیک اسید یا اورتوبوریک اسید، یک اسید ملایم است که بیشتر به منظور ضدعفونی کردن و گندزدایی و همچنین برای کنترل سرعت شکافت هسته‌ای در کارخانه های انرژی هسته‌ای استفاده می‌شود. بوریک اسید همچنین به عنوان پیش ماده برای برخی مواد دیگر نیز محسوب می‌شود.
بوریک اسید به دو صورت بلورهای بی‌رنگ و یا پودر سفید حلال در آب وجود دارد. فرمول شیمیایی آن به صورت زیر می‌باشد (یونگر، ۲۰۰۱).
شکل ۳-۳-۵- بوریک اسید
نام IUPAC این ماده بوریک اسید و تری هیدروکسی دو برون می‌باشد و از نام‌های دیگر این ترکیب می‌توان به ارتوبوریک اسید، بوراسیس اسید، ساسولیت، اپتی بور و بوروفاکس اشاره نمود.
فرمول مولکولی این ماده H₃BO_{3 و} جرم مولی آن ۶۱٫۸۳ گرم بر مول و به صورت پودر سفید رنگ جامد کریستالی با چگالی ۱٫۴۳۵ گرم بر متر مکعب و دمای ذوب ۱۷۰٫۹ درجه سانتی ­گراد و دمای جوش ۳۰۰ درجه سانتی ­گراد و میزان حلالیت ۲٫۵۲ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر در صفر درجه سانتی ­گراد و ۴٫۷۲ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر در ۲۰ درجه سانتی ­گراد، ۵٫۷ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر در ۲۵ درجه سانتی ­گراد، ۱۹۰٫۱۰ گرم در ۱۰۰ میلی لیتر در ۸۰ درجه سانتی ­گراد، ۲۷٫۵۳ گرم در ۱۰۰ میلی­لیتر در ۱۰۰ درجه سانتی ­گراد و با حلالیت کم در الکل و حلالیت متوسط در پیریدین و حلالیت بسیار کم در استن و دارای LD50 2660 میلی­گرم در کیلوگرم می‌باشد.
شکل فیزیکی پولکی شکل یا پودرسفیدرنگ، بیرنگ بدون بو PH 5.1 در محلول ۰٫۱ مولارحلالیت آب به صورت متناسب درآب حل می‌شود، ۲۵گرم در۱۰۰میلی­لیترآب۱۰۰درجه سانتی‌گراد. حلالیت درحلال‌های آلی اتانول، گلیسیرول، متانول . در۱۵درجه سانتی‌گراد بر وزن مخصوص بر دانسیته ۴۳۵ نقطه ذوب ۳۳۹ درجه سانتی‌گراد نقطه جوش ۳۰۰ درجه سانتی‌گراد فشار بخارتقریباً در دمای ۲۰درجه سانتی‌گراد صفراست .این ماده برای محیط­زیست وآبزیان سمی وخطرناک است. پودرهای سفیدرنگ بوریک اسید در غلظت‌های بالا ممکن است درآب حل شوند، ومی‌تواند به دلیل جذب شدن در ریشه گیاهان و درخت‌ها به آنها آسیب وارد کند .پایداری معمولی دارد.
محیط‌های مورد اجتناب شامل حرارت بالا، مواد ناسازگار، تولید گرد وغبار، مواجهه با رطوبت هوا وآب، موادناسازگار کربنات‌های قلیایی وهیدروکسیدها، پتاسیم، واستیک انیدرید. خطرات ناشی از تجزیه منوکسیدکربن، گازها­ی سمی ومحرک ،دی اکسیدکربن، اکسیدهای برون. درتهیه شیشه مقاومت حرارتی بروسیلیکات فیبرهای شیشه ­ای، لعاب ظروف و وسایل چینی، برون‌های شیمیایی، درفلزکاری جوش برای لحیم کاری مس، عقب اندازنده شعله درمحلول‌های سلولزی، درپنبه حلاجی شده تشک­ها، درتولید پارچه و روکش کتانی، برای کنترل قارچ‌ها درمرکبات، حشره­کش برای مورچه­ها، برای حشره­کش­های مخصوص سوسک، درحمام آبکاری نیکل، در راکتورهای هسته­ای خنک کننده آب مورد استفاده قرار می‌گیرد( لوان، ۱۹۹۰؛ یونگر، ۲۰۰۱؛ کالیستور، ۲۰۰۹؛ نغیب، ۲۰۱۱).
۳-۳-۱۰- براکس
براکس، کانی اصلی دکا هیدرات- تترا بورات سدیمNa2B4O7. 10H2O و ۵/۳۶% B2O3= از مهم‌ترین کانی‌های گروه بوراته محسوب می‌شود و به صورت بلورهای مونوکلینیک شیشه‌ای روشن تا مات و یا اجزاء بلوری اتفاق می‌افتد. در هوای خشک با از دست دادن مقدار آب، سفید رنگ شده و به کانی پودری سفید تیره‌ای بنام تینکالگونیت تغییر می‌یابد. براکس دارای ظاهری چرب و تقریباً شیرین است، بهراحتی قابل سوختن بوده و در آب گرم حل می‌شود. بوراکس با ارزش‌ترین ترکیب بوراته برای تهیه مواد شیمیایی تصفیه شده و هم به صورت یک ماده خام می‌باشد .در طبیعت به صورت شفاف و شیشه‌ای، روشن تا مات و یا اجزاء بلوری دیده می‌شود. بوراکس در دریاچه‌ها و یا مناطقی که آب و هوای معمولی دارند تشکیل می‌گردد و به دلیل حلالیت بالا در آب و هوای مرطوب رخنمون ندارد. بوراکس در مناطق خشک با از دست دادن آب تبلور بی‌رنگ شده و به کانی پودری سفید کدری به نام Tincaleonite تغییر می‌یابد. بوراکس با ارزش‌ترین ترکیب برات‌ها می‌باشد. نوع تصفیه شده آن برای تهیه مواد شیمیایی و نوع خام آن مستقیماً در صنایع مصرف می‌شود.
سختی آن ۵/۲-۲ با وزن ۷۵/۱-۶۹-۱ لمس چرب و طعم شیرین دارد و به آسانی ذوب شده(نقطه ذوب آن ۶۰۷ درجه سانتی‌گراد) و به شیشه بی‌رنگی تبدیل می‌گردد. خط اثر آن سفید متمایل به خاکستری، زرد، آبی و سبز نیز دیده می‌شود. بوراکس علاوه بور محلول بودن در آب، در حلال‌های آلی از جمله کلیسرول، اتیلن گلیکول، متانول و استن نیز محلول است. کانی فوق با ۳۷ درصد B2O3 به دلیل خاصیت انحلال در آب و ناپایداری در مقابل هوا هرگز به صورت توده‌های بزرگ پیدا نمی‌شود، بلورهای آن در معرض هوا سریع سفید رنگ شده و به توده‌های خاکی شکل تبدیل می‌شود.
بوراکس به عنوان گدازآور در ذوب فلزات و در لحیم کاری، به عنوان کندکننده خوردگی در مایعات ضد یخ، به عنوان ماده اصلی در کودها، در تولید بسیاری مواد شیمیایی و داروسازی، و به عنوان منبع تهیه بور به‌کاربرده می‌شود. بوراکس عبارت است بورات سدیم آبدار، یا تترابورات است، که ابتدا در ثبت تحت نام ایرانی بوره به معنی سفیده، تهیه می‌شد.
گرد بوراکس منبسط شده با چگالی ظاهری کم ۳۲ کیلوگرم هر متر مکعب است، که بسیار حل شدنی و در پاکسازها به کاربرده می‌شود.اسید بوریک، که اسید بوریک و اسید اورتوبوریک نیز نامیده می‌شود، گرد متبلور سفید رنگی با فرمول B2O3.3H2O است که با اضافه کردن اسیدکلریدریک یا اسید سولفوریک به محلول بوراکس و متبلور شدن آن به دست می‌آید. همچنین، از کانی‌های بور به عنوان یکی از مواد شیمیایی تحصیل می‌گردد. به طور طبیعی در درزه‌های آتشفشانی به صورت کانی ساسولیت B2O3.3H2O، یافت می‌شود. وزن مخصوص آن ۴۳۵/۱ و نقطه ذوب آن ۵۶۶ درجه سانتی­گراداست. در آب و الکل محلول است. اسید بوریک به عنوان مواد نگهدارنده و گند زدا در مخلوط‌های شیشه و کوزه‌گری، در صنعت دباغی برای پشم­گیری پوست با تشکیل محلول برات‌های کلسیم در آب، و به عنوان گداز آور در لحیم کاری و لحیم کاری سخت به کاربرده می‌شود. اسید بوریک بی‌آب، تقریباً اکسیدبوریک خالص است. در لعاب‌های شیشه و سرامیک به کار برده می‌شود.
در آزمایشگاه‌ها از اثر هیدروکسید سدیم بور اسید بوریک، بوراکس تهیه می‌کنند. چنانچه بوراکس را در درجه حرارت ۴۴۰۰-۳۵۰ درجه سانتی‌گراد گرم شود، به بورات سدیم Na2B4O7 تبدیل می‌شود که نقطه ذوب بورات سدیم ۸۷۸ درجه سانتی‌گراد است. بوراکس سابقاً تحت نام ‌Tinkat به مقدار خیلی زیاد از تبت غربی(چین) استخراج و به اروپا حمل می‌شده است. ولی امروزه برای تهیه بوراکس اکثراً از کرنایت و بورات کلسیم استفاده می‌شود و بدین ترتیب کرنایت را در آب جوش تحت فشار حل می‌کنند، در این صورت بوراکس بدست می‌آید.
یکی از مشخصه‌ های بوراکس از دید صنعتی دانستن میزان گرمای مورد نیاز برای تبدیل هرمول بخار آب از دکاهیدرات به پنتاهیدرات می‌باشد که این مقدار برای بوراکس ۹۴۳/۱۲ کیلوکالری محاسبه شده است.
نام آیوپاک این ماده به صورت زیر است:
Sodium tetraboratedecahydrate سدیم تترا بورات دکا هیدرات می‌باشد، فرمول مولکولی این ماده Na2B4O7·۱۰H2O or Na2 ·۸H2Oمی‌باشد.
جرم مولی این ماده ۳۸۱٫۳۷ گرم بر مول می‌باشد. به صورت جامد سفید رنگ می‌باشد. دانسیته آن ۱٫۷۳ گرم بر سانتی‌گراد گرم بر سانتی­متر مکعب می‌باشد. دمای ذوب این ماده ۷۴۳ درجه سانتی ­گراد و دمای جوش آن۱۵۷۵ درجه سانتی ­گراد می‌باشد (لوان، ۱۹۸۹؛ راجر، ۲۰۰۵؛ کالیستور۲۰۰۹ ؛ بولیان، ۲۰۰۹؛ مدیسون، ۲۰۱۰).
۳-۳-۱۱- گوانیل اوره فسفات
جرم مولی ۲۰۰٫۰۹ کریستال سفید رنگ قابل حل در آبو با PH 3 تا ۵ به عنوان کند سوز کننده مورد استفاده قرار می‌گیرد. از نام‌های دیگر این ماده می‌توان به دی سیاندی آمید فسفات اشاره نمود.