Jak biologicky odbouratelné jsou bezhalogenové zpomalovače hoření?

Biologická odbouratelnost bezhalogenových zpomalovačů hoření (HFFR) se výrazně liší v závislosti na jejich chemické struktuře a podmínkách prostředí, kterým jsou vystaveny.

Typy Bezhalogenové zpomalovače hoření a jejich biologická rozložitelnost

Zpomalovače hoření na bázi fosforu
Organické fosfáty a fosfáty: Tyto sloučeniny mohou být za určitých podmínek biologicky odbouratelné. Některé organické fosfáty jsou například hydrolyzovány a degradovány mikroorganismy v půdě a ve vodním prostředí. Rychlost biologického rozkladu se však může značně lišit v závislosti na specifické chemické struktuře.
Polyfosfát amonný (APP): APP je méně biologicky odbouratelný, protože se jedná o anorganickou sloučeninu. Má tendenci přetrvávat v životním prostředí, i když není považován za vysoce toxický.
Červený fosfor: Jedná se o elementární formu fosforu a není biologicky odbouratelný. Zůstává v prostředí jako stabilní prvek.

Zpomalovače hoření na bázi dusíku
Melamin a jeho deriváty: Melamin samotný není snadno biologicky odbouratelný díky své stabilní struktuře triazinového kruhu. Některé melaminové deriváty však mohou být mikroorganismy štěpeny snadněji.
Kombinace polyfosforečnanu amonného a melaminu: Jsou relativně stabilní v prostředí a jejich biologická odbouratelnost závisí na konkrétních formulacích a podmínkách prostředí.

Anorganické retardéry hoření
Hydroxid hlinitý a hydroxid hořečnatý: Jedná se o anorganické sloučeniny a nejsou biologicky odbouratelné. Nerozkládají se na jednodušší organické molekuly, ale jsou obecně považovány za bezpečné pro životní prostředí, protože se jedná o přirozeně se vyskytující minerály.
Boritan zinečnatý: Je to také anorganická sloučenina a není biologicky odbouratelná. Má však nízkou toxicitu a nehromadí se v životním prostředí.

Retardéry hoření na silikonové bázi
Siloxany a silany: Tyto sloučeniny mohou mít různé stupně biologické rozložitelnosti. Některé siloxany s nízkou molekulovou hmotností mohou být rozloženy mikroorganismy, ale sloučeniny a polymery s vyšší molekulovou hmotností mají tendenci být odolnější vůči biologickému rozkladu.
Silikonové pryskyřice: Obecně nejsou biologicky odbouratelné kvůli jejich stabilní křemíkové-kyslíkové páteři.

Zpomalovače hoření na bázi boru
Kyselina boritá a boritany: Tyto sloučeniny jsou anorganické a nejsou biologicky odbouratelné. Jsou však přirozeně se vyskytující a používají se v malých množstvích, čímž se minimalizuje jejich dopad na životní prostředí.

Vliv na životní prostředí a degradace
Perzistence: Mnoho HFFR je navrženo tak, aby bylo stabilní a odolné, což může vést k perzistenci v prostředí. Jejich degradace často závisí na podmínkách prostředí, jako je teplota, pH, mikrobiální aktivita a přítomnost dalších chemikálií.
Bioakumulace: Většina HFFR se významně nehromadí v organismech, což snižuje riziko dlouhodobých ekologických dopadů ve srovnání s některými halogenovanými retardéry hoření.

Biodegradační cesty
Abiotická degradace: Některé HFFR mohou podstoupit abiotické degradační procesy, jako je hydrolýza, fotodegradace a tepelná degradace. Tyto procesy mohou rozložit retardéry hoření na menší, potenciálně více biologicky rozložitelné fragmenty.
Mikrobiální degradace: Mikroorganismy mohou degradovat určité organické HFFR. Účinnost mikrobiální degradace závisí na mikrobiální komunitě, struktuře zpomalovače hoření a podmínkách prostředí. Enzymy produkované mikroorganismy mohou napadat specifické vazby v molekulách zpomalujících hoření, což vede k jejich rozpadu.

Biologická odbouratelnost bezhalogenových zpomalovačů hoření se velmi liší:
Vysoce biologicky odbouratelné: Některé organické sloučeniny fosforu a určité zpomalovače hoření na bázi dusíku za určitých podmínek.
Nízké až biologicky nerozložitelné: Anorganické sloučeniny jako hydroxid hlinitý, hydroxid hořečnatý a boritan zinečnatý, stejně jako stabilní retardéry hoření na bázi křemíku a boru.

Při výběru a používání HFFR je třeba vzít v úvahu environmentální perzistenci a potenciální ekologické dopady. Pokračující výzkum a vývoj jsou nezbytné pro zlepšení biologické rozložitelnosti a šetrnosti k životnímu prostředí těchto retardérů hoření.