قدیم فائر پروف پریکٹسز سے لے کر جدید شعلے تک

آگ ہمیشہ سے انسانی معاشرے کے لیے سب سے سنگین خطرات میں سے ایک رہی ہے۔ جیسے جیسے عمارتیں، نقل و حمل کے نظام، ٹیکسٹائل، برقی مصنوعات، اور پولیمر مواد تیزی سے پھیل رہے ہیں، آگ کی بہتر کارکردگی کی مانگ میں مسلسل اضافہ ہوتا جا رہا ہے۔

شعلہ-ریارڈنٹ مواد کو مکمل طور پر غیر-آتش کرنے والے مواد سے الگ کرنا ضروری ہے۔ شعلہ retardant ٹیکنالوجی کا مقصد اگنیشن کے امکانات کو کم کرنا، شعلوں کے پھیلاؤ کو سست کرنا، گرمی کے اخراج کو محدود کرنا، اور انخلاء اور آگ بجھانے کے لیے مزید وقت فراہم کرنا ہے۔

قدیم عمارتوں میں استعمال ہونے والی مٹی کی حفاظتی تہوں سے لے کر جدید intumescent نظام، نانو کمپوزائٹس، اور کم-دھواں، کم-زہریلا ٹیکنالوجیز، آگ کے خلاف مزاحم مواد کی ترقی-مسلسل تلاش کا ایک طویل عمل رہا ہے۔

1. قدیم چینی فائر پروف مواد اور عمارت کا تحفظ

چین نے بہت ابتدائی مرحلے میں آگ سے بچاؤ کے طریقوں کی تلاش شروع کر دی تھی۔

گانسو صوبے کے کنان میں واقع دادیوان آثار قدیمہ کے مقام پر، جو تقریباً 5,000 سے 8,000 سال پرانا ہے، قدیم معماروں نے بڑی عوامی عمارتوں میں لکڑی کے کالموں کے گرد زمین کی تہیں لگائیں اور لکڑی کے ڈھانچے کی سطح پر حفاظتی سیمنٹیٹس مواد لگایا۔ ان طریقوں کو آرکیٹیکچرل آگ سے تحفظ کی ابتدائی شکلوں کے طور پر شمار کیا جا سکتا ہے۔

بہار اور خزاں کی مدت کے دوران، لوگوں نے پہلے ہی پہچان لیا تھا کہ چھوٹے ڈھانچے کو ہٹانا، بڑی عمارتوں کو کوٹنگ کرنا، اور علیحدگی کے علاقے بنانے سے آگ کے پھیلاؤ کو کم کرنے میں مدد مل سکتی ہے۔

موسم بہار اور خزاں اور متحارب ریاستوں کے ادوار کے دوران، چینی فلسفی موزی نے آگ سے بچاؤ اور آگ بجھانے کے متعدد اقدامات تجویز کیے۔ ان میں شہر کے دروازوں اور عمارتوں کو کیچڑ سے ڈھانپنا، بھنگ کے کپڑے سے پانی لے جانے والے اوزار بنانا، پانی کو رکھنے کے لیے چمڑے کے برتنوں کا استعمال، اور دفاعی ٹاوروں پر پانی ذخیرہ کرنے کی سہولیات کی تنصیب شامل تھی۔

یہ اقدامات ایک ابتدائی مربوط نقطہ نظر کی عکاسی کرتے ہیں جس میں آگ-مقابلہ سطح کا علاج، عمارت کا ڈیزائن، اور آگ بجھانے کے آلات شامل ہیں۔

یوآن خاندان کے ذریعہ، زرعی سائنسدان وانگ ژین نے اپنے کام میں آگ سے تحفظ کی تعمیر کے بارے میں نسبتاً منظم بحث فراہم کی تھی۔نونگ شو، یازراعت کی کتاب. انہوں نے لکھا:

آگ لکڑی سے ملتی ہے، پانی سے بجھتی ہے اور زمین پر پہنچ کر ختم ہو جاتی ہے۔

وانگ ژین نے آگ کے خلاف مزاحمت کرنے والے مواد کو بھی دستاویز کیا ہے جو کچلی ہوئی اینٹوں، مٹی، تنگ تیل، چارکول پاؤڈر، اور چونے جیسے اجزاء سے بنایا گیا ہے، جس میں چاولوں کے چپکنے والے پیسٹ کو ملایا گیا ہے۔ مواد نے سطح کی کوریج، تھرمل موصلیت، اور تحفظ فراہم کیا، اور اسے ابتدائی چینی جامع آگ-حفاظتی کوٹنگ کے طور پر شمار کیا جا سکتا ہے۔

اگرچہ ان تاریخی طریقوں نے ابھی تک ایک جدید شعلہ-کیمیکل سسٹم تشکیل نہیں دیا تھا، لیکن وہ پہلے ہی کئی اہم اصولوں کا مظاہرہ کر چکے ہیں: آتش گیر مادوں کو ہوا سے الگ کرنا، حرارت کی منتقلی کو کم کرنا، آتش گیر ذیلی جگہوں کو ڈھانپنا، اور براہ راست شعلے کی نمائش کو روکنا۔

2. شعلے کی ابتدائی مغربی ریسرچ-ریارڈنٹ ٹریٹمنٹ

مغرب میں شعلے کو روکنے والے علاج کے ریکارڈ- کا بھی قدیم زمانے سے پتہ لگایا جا سکتا ہے۔

قدیم یونان کے تاریخی اکاؤنٹس کے مطابق، لکڑی کو 450 قبل مسیح کے لگ بھگ پھٹکری پر مبنی محلولوں سے علاج کیا جاتا تھا تاکہ اس کی آتش گیریت کو کم کیا جا سکے۔ رومیوں نے بعد میں علاج کے حل میں سرکہ جیسے مادے کو شامل کرکے اس عمل کو بہتر بنایا، جس سے اس کی پائیداری اور تاثیر کو بڑھانے میں مدد ملی۔

پہلی صدی قبل مسیح تک، شعلے کو روکنے والے طریقے فوجی دفاع میں پہلے ہی لاگو کیے جا چکے تھے۔ پھٹکڑی پر مبنی حل مبینہ طور پر لکڑی کے قلعوں کے علاج کے لیے استعمال کیے گئے تھے، جب کہ مٹی اور فائبر سے بنی کوٹنگز-آگ سے لکڑی کے محاصرے کے سامان کی حفاظت کے لیے لگائی گئی تھیں۔

1638 میں، اطالوی اسٹیج ڈیزائنر اور معمار نکولا سباتینی نے تھیٹر کے پردوں پر استعمال ہونے والی ملمعوں میں مٹی اور جپسم کو شامل کرنے کی تجویز پیش کی تاکہ آگ کے خطرے کو کم کیا جا سکے۔ یہ ایپلیکیشن دکھاتی ہے کہ کس طرح عوامی عمارتوں میں آگ کے خطرات نے شعلے-ریارڈنٹ ٹیکنالوجیز کی ابتدائی ترقی میں مدد کی۔

1735 میں، پھٹکڑی، بوریکس، اور فیرس سلفیٹ کا استعمال کرتے ہوئے لکڑی اور ٹیکسٹائل کے علاج کے لئے ایک برطانوی پیٹنٹ جاری کیا گیا تھا. اٹھارویں صدی کے آخر تک، امونیم سلفیٹ جیسے مرکبات کو بھی شعلے کے اجزاء کے طور پر تحقیق کیا جا رہا تھا-۔

3. جدید شعلے کی تشکیل-ریارڈنٹ سائنس

انیسویں صدی نے تجربہ پر مبنی فائر پروف طریقوں سے سائنسی تحقیق کی طرف ایک اہم تبدیلی کا نشان لگایا۔

1821 میں، فرانسیسی کیمیا دان JL Gay-Lussac کو تھیٹر کے پردوں کی آتش گیریت کو کم کرنے کے طریقوں کی چھان بین کا کام سونپا گیا۔ اس نے پایا کہ سلفورک، ہائیڈروکلورک اور فاسفورک ایسڈ کے امونیم نمکیات بھنگ اور کتان کی شعلہ مزاحمت کو بہتر بنا سکتے ہیں۔

اس نے یہ بھی مشاہدہ کیا کہ امونیم کلورائیڈ، فاسفورک ایسڈ، اور بوریکس کے مجموعے شعلے کو مزید بہتر بنا سکتے ہیں-۔

اس کام کو بڑے پیمانے پر شعلے-ریارڈنٹ ریشوں اور فارمولیشنز کے سائنسی مطالعہ میں ایک اہم نقطہ آغاز کے طور پر سمجھا جاتا ہے۔ اس کا بنیادی اصول-فاسفورس- اور نائٹروجن کا استعمال-پانی کی کمی اور چار کی تشکیل کو فروغ دینے کے لیے مرکبات پر مشتمل ہے-آج بھی شعلے-ریارڈنٹ ٹیکنالوجی سے متعلق ہے۔

1859 کے آس پاس، امونیم فاسفیٹ، امونیم کلورائیڈ، بوریکس، امونیم سلفیٹ، اور سٹینیٹ نمکیات سمیت مرکبات کو مزید ٹیکسٹائل کے شعلے کے علاج پر لاگو کیا گیا-۔

ریشہ کی سطحوں پر پرورش، کوٹنگ، اور غیر نامیاتی حفاظتی تہوں کی تشکیل کے ذریعے، کپڑوں کے دہن کے رویے کو بہتر بنایا جا سکتا ہے۔

اس عرصے کے دوران، شعلے-ریارڈنٹ تحقیق بتدریج انفرادی مادوں کے استعمال سے مرکب فارمولیشنز، کیمیائی رد عمل، اور سطح-علاج کی ٹیکنالوجیز کی طرف منتقل ہو گئی۔

4. بیسویں صدی میں صنعتی ترقی

بیسویں صدی میں پلاسٹک، مصنوعی ربڑ، اور مصنوعی ریشوں کی تیزی سے ترقی کے ساتھ، شعلہ-ریارڈنٹ ٹیکنالوجی مواد کی صنعت کا تیزی سے اہم حصہ بن گئی۔

بہت سے پولیمر مواد کو بھڑکنا، تیزی سے جلنا، اور بڑی مقدار میں گرمی چھوڑنا آسان ہے۔ نتیجے کے طور پر، ان کی آگ کی کارکردگی کو بہتر بنانا ایک بڑا تکنیکی چیلنج بن گیا.

بیسویں صدی کے اوائل میں، کلورین شدہ ربڑ تحقیق اور صنعت کاری کے مرحلے میں داخل ہوا۔ 1913 کے لگ بھگ، سٹینیٹ نمکیات اور امونیم نمکیات ٹیکسٹائل کے شعلے-ریارڈنٹ ٹریٹمنٹ کے لیے استعمال کیے جا رہے تھے۔

1930 کی دہائی میں، کلورینیٹڈ پیرافین اور اینٹیمونی آکسائیڈ پر مبنی ہم آہنگی کے نظام کو شعلے-ریارڈنٹ مواد میں استعمال کیا جانا شروع ہوا۔ ہیلوجنیٹڈ مرکبات نے شعلے میں آزاد-ریڈیکل رد عمل کو روکنے میں مدد کی، جبکہ اینٹیمونی آکسائیڈ نے ان کی تاثیر کو بڑھایا۔

یہ نظام پلاسٹک، ربڑ، کوٹنگز اور ٹیکسٹائل میں کئی سالوں سے بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے رہے ہیں۔

اسی مدت کے دوران، پانی کے شیشے کے بائنڈرز اور منرل فلرز پر مبنی غیر نامیاتی آگ-حفاظتی کوٹنگز نمودار ہونے لگیں۔ محققین نے بعد میں ایسی ملعمع کاری تیار کی جس نے گرمی کے نیچے ایک حفاظتی چار کی تہہ کو پھیلایا اور تشکیل دیا، جس سے جدید آتشی آگ-حفاظتی کوٹنگز کی بنیاد رکھی گئی۔

دوسری جنگ عظیم کے دوران، شعلہ مزاحمت اور پانی کی مزاحمت دونوں کے ساتھ فوجی خیموں اور کینوس کے مواد کی مانگ نے کلورینیٹڈ پیرافین، اینٹیمونی آکسائیڈ، اور بائنڈرز پر مبنی شعلے-ریٹارڈنٹ کوٹنگ سسٹم کی ترقی کو مزید تیز کیا۔

5. Intumescent Flame-Retardant Systems کی ترقی

1940 کی دہائی کے آخر میں، محققین نے اس توسیع اور فومنگ کو بیان کرنے کے لیے "Intumescence" کی اصطلاح استعمال کرنا شروع کی جو اس وقت ہوتی ہے جب مخصوص شعلے-ریارڈنٹ پولیمر گرمی یا آگ کے سامنے آتے ہیں۔

تقریباً 1948 اور 1950 کے درمیان، intumescent شعلے-ریارڈنٹ سسٹمز کی بنیادی ساخت واضح ہو گئی، جس کے نتیجے میں تیزابی ماخذ، کاربن ماخذ، اور اڑانے والے ماخذ کے تصورات سامنے آئے۔

· دیتیزاب کا ذریعہپانی کی کمی اور کاربنائزیشن کو فروغ دیتا ہے۔

· دیکاربن ذریعہحفاظتی چار پرت کا فریم ورک بناتا ہے۔

· دیاڑانے والا ذریعہگیسوں کو جاری کرتا ہے جو چار کو غیر محفوظ ڈھانچے میں پھیلاتا ہے۔

جب مواد شعلے یا اعلی درجہ حرارت کے سامنے آتا ہے، تو اندرونی تہہ سبسٹریٹ کو ڈھانپتی ہے اور حرارت، آکسیجن، اور آتش گیر سڑنے والی مصنوعات کی منتقلی کو محدود کرتی ہے۔ یہ بنیادی مواد کو گرم کرنے اور جلانے کو سست کر دیتا ہے۔

1970 کی دہائی میں، محققین نے مزید یہ ظاہر کیا کہ پولیمر دہن کے دوران ایک مستحکم چار پرت کی تشکیل شعلے-ریارڈنٹ کارکردگی کو نمایاں طور پر بہتر بنا سکتی ہے۔

لہٰذا چار کا حفاظتی اثر گاڑھا ہوا-فیز شعلہ-ریٹارڈنٹ تھیوری کا ایک اہم حصہ بن گیا۔

1989 میں، G. Camino اور دیگر محققین نے intumescent flame-retardant systems کے منظم مطالعہ شائع کیے، جس سے ان کی نظریاتی سمجھ اور عملی اطلاق دونوں کو آگے بڑھانے میں مدد ملی۔

6. اعلیٰ-پرفارمنس کمپوزٹ سسٹمز کی طرف شفٹ

1950 کی دہائی کے بعد، رد عمل والے شعلے-retardant monomers اور flame-retardant resins ابھرنے لگے۔

اضافی شعلہ retardants کے برعکس، رد عمل شعلہ retardants کیمیائی طور پر ایک پولیمر کی سالماتی ساخت میں شامل کیا جا سکتا ہے. اس سے استحکام کو بہتر بنایا جا سکتا ہے اور استعمال کے دوران شعلے-ریارڈنٹ اجزاء کی منتقلی یا نقصان کو کم کیا جا سکتا ہے۔

1960 کی دہائی کے بعد سے، مختلف خوشبو دار ہیلوجنیٹڈ شعلہ retardants تجارتی استعمال میں داخل ہوئے، اور شعلے-ریارڈنٹ مواد آہستہ آہستہ بڑے-پیمانے کی صنعتی پیداوار میں منتقل ہو گئے۔

1980 کی دہائی میں، نینو کمپوزائٹ مواد کی ترقی نے شعلے-ریارڈنٹ تحقیق کے لیے ایک نئی سمت کھولی۔

کچھ نینو میٹریل تھرمل استحکام کو بہتر بنا سکتے ہیں، حفاظتی تہوں کی تشکیل کو فروغ دے سکتے ہیں، اور نسبتاً کم لوڈنگ سطحوں پر حرارت-ریلیز اور بڑے پیمانے پر-نقصان کی شرح کو کم کر سکتے ہیں۔

جدید شعلے-ریارڈنٹ مواد عام طور پر کسی ایک اضافی پر انحصار نہیں کرتے ہیں۔ اس کے بجائے، وہ متعدد میکانزم کو یکجا کرتے ہیں، بشمول:

· گیس کے مرحلے میں دہن کے سلسلہ کے رد عمل کو روکنا؛

گاڑھا مرحلے میں چار کی تشکیل کو فروغ دینا؛

· موصل تہوں کے ذریعے گرمی کی منتقلی کو کم کرنا؛

· غیر نامیاتی رکاوٹوں کے ساتھ آکسیجن اور آتش گیر گیسوں کی نقل و حرکت کو محدود کرنا؛

· reducing smoke through smoke-suppressant systems;

نینو میٹریلز کے ساتھ چار ساخت اور تھرمل استحکام کو بہتر بنانا۔

7. ضابطے اور معیارات آگ کی حفاظت میں بہتری لاتے ہیں۔

بیسویں صدی کے دوسرے نصف میں، پلاسٹک، مصنوعی ربڑ، اور مصنوعی ریشے عمارتوں، نقل و حمل، فرنیچر، برقی مصنوعات اور اشیائے صرف میں بڑے پیمانے پر استعمال ہونے لگے۔

ایک ہی وقت میں، پولیمر مواد سے منسلک آگ کے خطرات کو بڑھتی ہوئی توجہ ملی.

1960 کے بعد سے، ریاستہائے متحدہ، یورپ، اور دیگر خطوں نے آہستہ آہستہ صنعت کی ضروریات، مصنوعات کے معیارات، اور مواد کی آتش گیریت سے متعلق حفاظتی ضوابط متعارف کرائے ہیں۔

شعلہ مزاحمت کو بہتر بنانا اس لیے مینوفیکچررز کی جانب سے رضاکارانہ کارروائی سے کچھ مصنوعات کے لیے لازمی مارکیٹ-تک رسائی کی ضرورت میں تیار ہوا۔

آج، شعلے-ریٹاڈنٹ اور آگ-مزاحمت کے تقاضے صنعتوں کی وسیع رینج پر لاگو ہوتے ہیں، بشمول:

عمارت اور تعمیراتی مواد؛

ٹیکسٹائل؛

· فرنیچر اور گدے؛

· آٹوموبائل اور ریل نقل و حمل؛

ایرو اسپیس؛

تاریں اور تاریں

· برقی اور الیکٹرانک آلات؛

· نئے-انرجی بیٹری سسٹم۔

مختلف ایپلی کیشنز کو آگ کی کارکردگی کی مختلف سطحوں اور اقسام کی ضرورت ہوتی ہے۔

اگنیشن کے خلاف مزاحمت کے علاوہ، مواد کو شعلے کے پھیلاؤ، گرمی کے اخراج، دھوئیں کی پیداوار، زہریلے پن، شعلے کی بوندوں، سرکٹ کی سالمیت، آگ کی مزاحمت، اور طویل مدتی استحکام کے لیے جانچنے کی ضرورت ہو سکتی ہے۔

8. شعلے کی عملی قدر-ریارڈنٹ مواد

شعلے کو روکنے والی ٹیکنالوجی کا مقصد اس بات کی ضمانت نہیں ہے کہ مواد کبھی بھی کسی بھی حالت میں نہیں جلے گا۔

اس کی قدر دہن کے رویے کو کنٹرول کرنے اور آگ کے شروع ہونے، پھیلنے یا زیادہ شدید ہونے کے امکانات کو کم کرنے میں مضمر ہے۔

ایک مؤثر شعلہ-رٹارڈنٹ ڈیزائن اگنیشن اور شعلے کے پھیلاؤ میں تاخیر کر سکتا ہے، حرارت کو کم کر سکتا ہے-ریلیز ریٹ، مواد کے نقصان کو محدود کر سکتا ہے، اور انخلاء، آگ بجھانے، اور املاک کے تحفظ کے لیے مزید وقت فراہم کر سکتا ہے۔

جیسے جیسے آگ-حفاظت کے تقاضے تیار ہوتے رہتے ہیں، جدید شعلہ-ریارڈنٹ ٹیکنالوجیز آگ کی کارکردگی کو دھواں دبانے، کم زہریلے پن، ماحولیاتی مطابقت، پائیداری، اور مکینیکل خصوصیات کے ساتھ توازن پر زیادہ زور دے رہی ہیں۔

شعلے-کی کارکردگی کی تصدیق معیاری جانچ کے ذریعے کی جانی چاہیے نہ کہ صرف مادی نام، کیمیائی ساخت، یا سپلائر کے اعلان سے۔