水酸化マグネシウムは難燃剤としてどのように機能するのでしょうか?
導入
難燃剤水酸化マグネシウムプラスチックや繊維から建築部材に至るまで、様々な素材の火災の延焼を防止したり遅らせたりする上で、防火材は重要な役割を果たします。 難燃剤水酸化マグネシウム(マグネシウム(おお)₂)は、効果的で環境に優しい難燃剤として認知されています。しかし、具体的にはどのように機能するのでしょうか？この記事では、水酸化マグネシウムの難燃性のメカニズム、その利点、そして実用的な用途について解説します。
のメカニズム水酸化マグネシウム難燃剤として
水酸化マグネシウム難燃剤としての機能を果たす主なメカニズムは次の 3 つです。
1. 吸熱分解（冷却効果）
高温（通常340℃以上）にさらされると、難燃剤水酸化マグネシウム吸熱反応により分解し、周囲の環境から大量の熱を吸収します。化学反応式は以下のとおりです。
マグネシウム(おお)₂→酸化マグネシウム+H₂O(ΔH ≈ 1.3 キロジュール/g)
熱吸収: 反応により熱エネルギーが消費され、物質が効果的に冷却され、発火が遅れます。
遅延燃焼: 温度を下げることで、ポリマーまたは基質の熱分解(熱分解)が遅くなり、可燃性ガスの放出が減少します。
2. 水蒸気の放出（気相希釈）
マグネシウム(おお)₂の分解により水蒸気（H₂O）が放出され、これは炎の抑制において2つの重要な役割を果たします。
可燃性ガスの希釈: 水蒸気は燃焼中に放出される可燃性ガス (炭化水素など) と混合し、濃度を下げて炎の伝播を妨げます。
酸素置換: 蒸気が炎の近くの酸素を置き換え、燃焼に好ましくない環境を作り出します。
3. 保護炭化層の形成（バリア効果）
分解後、残留した酸化マグネシウム（酸化マグネシウム）は、材料の表面に熱的に安定した不燃性の炭化層を形成します。この層は、以下の働きをします。
耐火ケーブル用水酸化マグネシウム熱シールドとして機能し、下層の素材をさらなる熱劣化から保護します。
耐火ケーブル用水酸化マグネシウム酸素の拡散を遮断し、持続的な燃焼を防止します。
耐火ケーブル用水酸化マグネシウム煙や有毒ガスの排出を抑え、ハロゲン系難燃剤よりも安全です。
水酸化マグネシウムが他の難燃剤より優れている点
従来の難燃剤（臭素化化合物や塩素化化合物など）と比較して、難燃剤水酸化マグネシウムいくつかの利点があります:
| 特徴 | 水酸化マグネシウム（マグネシウム(おお)₂） | ハロゲン系難燃剤 | 水酸化アルミニウム（アル(おお)₃） |
| 毒性 | 無毒、環境に優しい | 有毒ガスを放出する | 無毒 |
| 分解温度 | 約340℃ | 変動あり（多くの場合、低め） | 約200℃ |
| 煙の発生 | 低煙 | 煙と腐食性ガスが多い | 中程度の煙 |
| 環境への影響 | 生分解性で安全に廃棄可能 | 残留汚染物質 | 生分解性 |
| 処理適合性 | 高温用途 | 毒性による制限 | 低温用途 |
マグネシウム(おお)₂を選ぶ理由
難燃性ケーブル用水酸化マグネシウム高温処理に適しています (例: エンジニアリングプラスチック)。
難燃性ケーブル用水酸化マグネシウムグラム当たりの熱吸収効率が向上。
難燃性ケーブル用水酸化マグネシウム同等の難燃性を得るためには、アル(おお)₃ に比べて充填剤の必要量が少なくなります。