ज्वाला मंदक की क्रिया का तंत्र जटिल है और अभी तक पूरी तरह से समझा नहीं गया है। आम तौर पर यह माना जाता है कि हैलोजन यौगिक आग और गर्मी के संपर्क में आने पर विघटित हो जाते हैं, जिससे हैलाइड आयन निकलते हैं जो पॉलिमर के साथ प्रतिक्रिया करके हाइड्रोजन हैलाइड बनाते हैं। ये हाइड्रोजन हेलाइड्स दहन के दौरान उत्पन्न होने वाले कई सक्रिय हाइड्रॉक्सिल रेडिकल्स (HO·) के साथ प्रतिक्रिया करते हैं, जिससे उनकी सांद्रता कम हो जाती है और लौ बुझने तक दहन दर धीमी हो जाती है। हैलोजन में, ब्रोमीन का ज्वाला मंदक प्रभाव क्लोरीन की तुलना में अधिक होता है। फॉस्फोरस -युक्त ज्वाला मंदक दहन के दौरान मेटाफॉस्फोरिक एसिड बनाकर काम करते हैं। मेटाफॉस्फोरिक एसिड एक बहुत ही स्थिर बहुलक में बदल जाता है, प्लास्टिक पर एक सुरक्षात्मक परत बनाता है और इसे ऑक्सीजन से अलग करता है।
ज्वाला मंदक कई तंत्रों के माध्यम से अपना ज्वाला मंदक प्रभाव डालते हैं, जैसे एंडोथर्मिक क्रिया, आवरण प्रभाव, श्रृंखला प्रतिक्रियाओं का निषेध, और गैर दहनशील गैसों का दम घुटने वाला प्रभाव। अधिकांश ज्वाला मंदक कई तंत्रों की संयुक्त क्रिया के माध्यम से अपने ज्वाला मंदक उद्देश्य को प्राप्त करते हैं।
1. एन्दोथर्मिक क्रिया
जब आप हवाई जहाज से लाल धुंआ देखते हैं तो आपको तुरंत क्यों हट जाना चाहिए? दहन के दौरान निकलने वाली गर्मी थोड़े समय में सीमित होती है। यदि अग्नि स्रोत द्वारा जारी गर्मी का एक हिस्सा कम अवधि में अवशोषित किया जा सकता है, तो लौ का तापमान कम हो जाएगा, जलती हुई सतह पर विकिरणित गर्मी कम हो जाएगी और पहले से ही वाष्पीकृत दहनशील अणुओं पर कार्य करके उन्हें मुक्त कणों में तोड़ दिया जाएगा। इससे कुछ हद तक दहन प्रतिक्रिया बाधित होगी। उच्च तापमान स्थितियों के तहत, ज्वाला मंदक एक मजबूत एंडोथर्मिक प्रतिक्रिया से गुजरते हैं, दहन के दौरान निकलने वाली कुछ गर्मी को अवशोषित करते हैं, दहनशील सामग्री की सतह के तापमान को कम करते हैं, ज्वलनशील गैसों के गठन को प्रभावी ढंग से रोकते हैं, और दहन के प्रसार को रोकते हैं। Al(OH)3 लौ रिटार्डेंट्स की लौ {5} लौ मंदक तंत्र पॉलिमर की ताप क्षमता को बढ़ाना है, जिससे यह अपने थर्मल अपघटन तापमान तक पहुंचने से पहले अधिक गर्मी को अवशोषित कर सके, जिससे इसकी लौ मंदक प्रदर्शन में सुधार हो सके। ये ज्वाला मंदक जलवाष्प के साथ संयुक्त होने पर बड़ी मात्रा में गर्मी को अवशोषित करने की अपनी विशेषता का पूरी तरह से उपयोग करते हैं, जिससे उनकी स्वयं की ज्वाला मंदक क्षमता बढ़ जाती है।
2. आवरण प्रभाव
दहनशील सामग्रियों में ज्वाला मंदक जोड़ने के बाद, ज्वाला मंदक उच्च तापमान पर एक कांच जैसी या स्थिर फोम कवरिंग परत बना सकते हैं, ऑक्सीजन को अलग कर सकते हैं और इन्सुलेशन, ऑक्सीजन अलगाव प्रदान कर सकते हैं, और दहनशील गैसों को बाहर निकलने से रोक सकते हैं, इस प्रकार लौ मंदता के उद्देश्य को प्राप्त कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, ऑर्गेनोफॉस्फोरस ज्वाला मंदक, गर्म होने पर, अधिक स्थिर क्रॉस-लिंक्ड ठोस पदार्थ या कार्बोनाइज्ड परत का उत्पादन कर सकते हैं। इस कार्बोनाइज्ड परत के गठन से पॉलिमर के आगे पायरोलिसिस को रोका जा सकता है और इसके आंतरिक थर्मल अपघटन उत्पादों को गैस चरण में प्रवेश करने और दहन प्रक्रिया में भाग लेने से रोका जा सकता है।
3. श्रृंखला प्रतिक्रियाओं का निषेध
दहन के श्रृंखला प्रतिक्रिया सिद्धांत के अनुसार, दहन को बनाए रखने के लिए मुक्त कणों की आवश्यकता होती है। ज्वाला मंदक गैस चरण दहन क्षेत्र में कार्य कर सकते हैं, दहन प्रतिक्रिया में मुक्त कणों को पकड़ सकते हैं, जिससे लौ के प्रसार को रोक सकते हैं, दहन क्षेत्र में लौ घनत्व को कम कर सकते हैं, और अंततः दहन प्रतिक्रिया को धीमा कर सकते हैं जब तक कि यह समाप्त न हो जाए। उदाहरण के लिए, हैलोजेनेटेड ज्वाला मंदक में वाष्पीकरण तापमान होता है जो पॉलिमर अपघटन तापमान के समान या उसके करीब होता है। जब पॉलिमर गर्म करने पर विघटित हो जाता है, तो ज्वाला मंदक भी एक साथ अस्थिर हो जाता है। इस समय, हैलोजेनयुक्त ज्वाला मंदक और थर्मल अपघटन उत्पाद एक साथ गैस चरण दहन क्षेत्र में होते हैं, और हैलोजन दहन प्रतिक्रिया में मुक्त कणों को पकड़ सकता है, जिससे दहन की श्रृंखला प्रतिक्रिया में हस्तक्षेप होता है।
4. गैर-दहनशील गैसों का दम घुटने का प्रभाव
गर्म होने पर, ज्वाला मंदक गैर-दहनशील गैसों को छोड़ने के लिए विघटित हो जाते हैं, जिससे दहनशील सामग्री से निकलने वाली दहनशील गैसों की सांद्रता निचली ज्वलनशीलता सीमा से कम हो जाती है। यह दहन क्षेत्र में ऑक्सीजन की सांद्रता को भी कम कर देता है, जिससे दहन जारी रहने से रोकता है और इस प्रकार एक ज्वाला मंदक प्रभाव प्राप्त होता है।
