Ako biologicky odbúrateľné sú bezhalogénové spomaľovače horenia?

Biologická odbúrateľnosť bezhalogénových retardérov horenia (HFFR) sa výrazne líši v závislosti od ich chemickej štruktúry a podmienok prostredia, ktorým sú vystavené.

Typy Bezhalogénové spomaľovače horenia a ich biologická odbúrateľnosť

Spomaľovače horenia na báze fosforu
Organické fosfáty a fosfonáty: Tieto zlúčeniny môžu byť za určitých podmienok biologicky odbúrateľné. Napríklad niektoré organické fosfáty sú hydrolyzované a degradované mikroorganizmami v pôde a vo vodnom prostredí. Rýchlosť biodegradácie sa však môže značne líšiť v závislosti od špecifickej chemickej štruktúry.
Polyfosfát amónny (APP): APP je menej biologicky odbúrateľný, pretože ide o anorganickú zlúčeninu. Má tendenciu pretrvávať v životnom prostredí, hoci sa nepovažuje za vysoko toxický.
Červený fosfor: Ide o elementárnu formu fosforu a nie je biologicky odbúrateľný. Zostáva v prostredí ako stabilný prvok.

Spomaľovače horenia na báze dusíka
Melamín a jeho deriváty: Samotný melamín nie je ľahko biologicky odbúrateľný vďaka svojej stabilnej štruktúre triazínového kruhu. Niektoré deriváty melamínu však môžu byť mikroorganizmami ľahšie rozložené.
Kombinácie polyfosforečnanu amónneho a melamínu: Sú relatívne stabilné v prostredí a ich biologická odbúrateľnosť závisí od konkrétnych formulácií a podmienok prostredia.

Anorganické spomaľovače horenia
Hydroxid hlinitý a hydroxid horečnatý: Ide o anorganické zlúčeniny a nie sú biologicky odbúrateľné. Nerozkladajú sa na jednoduchšie organické molekuly, ale sú všeobecne považované za bezpečné pre životné prostredie, pretože ide o prirodzene sa vyskytujúce minerály.
Boritan zinočnatý: Je to tiež anorganická zlúčenina a nie je biologicky odbúrateľná. Má však nízku toxicitu a nehromadí sa v prostredí.

Spomaľovače horenia na báze kremíka
Siloxány a silány: Tieto zlúčeniny môžu mať rôzne stupne biologickej odbúrateľnosti. Niektoré siloxány s nízkou molekulovou hmotnosťou môžu byť rozložené mikroorganizmami, ale zlúčeniny a polyméry s vyššou molekulovou hmotnosťou majú tendenciu byť odolnejšie voči biodegradácii.
Silikónové živice: Vo všeobecnosti nie sú biologicky odbúrateľné kvôli ich stabilnej kremíkovo-kyslíkovej kostre.

Spomaľovače horenia na báze bóru
Kyselina boritá a boritany: Tieto zlúčeniny sú anorganické a nie sú biologicky odbúrateľné. Sú však prirodzene sa vyskytujúce a používajú sa v malých množstvách, čím sa minimalizuje ich vplyv na životné prostredie.

Vplyv na životné prostredie a degradácia
Perzistencia: Mnohé HFFR sú navrhnuté tak, aby boli stabilné a odolné, čo môže viesť k perzistencii v prostredí. Ich degradácia často závisí od podmienok prostredia, ako je teplota, pH, mikrobiálna aktivita a prítomnosť iných chemikálií.
Bioakumulácia: Väčšina HFFR sa významne nehromadí v organizmoch, čím sa znižuje riziko dlhodobých ekologických dopadov v porovnaní s niektorými halogénovanými retardérmi horenia.

Cesty biodegradácie
Abiotická degradácia: Niektoré HFFR môžu podstúpiť abiotické degradačné procesy, ako je hydrolýza, fotodegradácia a tepelná degradácia. Tieto procesy môžu rozložiť spomaľovače horenia na menšie, potenciálne biologicky odbúrateľnejšie fragmenty.
Mikrobiálna degradácia: Mikroorganizmy môžu degradovať určité organické HFFR. Účinnosť mikrobiálnej degradácie závisí od mikrobiálnej komunity, štruktúry retardéra horenia a podmienok prostredia. Enzýmy produkované mikroorganizmami môžu napádať špecifické väzby v molekulách spomaľujúcich horenie, čo vedie k ich rozpadu.

Biologická odbúrateľnosť bezhalogénových retardérov horenia sa značne líši:
Vysoko biologicky odbúrateľné: Niektoré organické zlúčeniny fosforu a určité retardéry horenia na báze dusíka za špecifických podmienok.
Nízka až biologicky neodbúrateľná: Anorganické zlúčeniny ako hydroxid hlinitý, hydroxid horečnatý a boritan zinočnatý, ako aj stabilné spomaľovače horenia na báze kremíka a bóru.

Pri výbere a používaní HFFR by sa mala zvážiť environmentálna perzistencia a potenciálne ekologické vplyvy. Pokračujúci výskum a vývoj sú nevyhnutné na zlepšenie biologickej odbúrateľnosti a šetrnosti k životnému prostrediu týchto retardérov horenia.