Aslında saf haldeki inorganik soller yanıcıdırlar, dolayısıyla tekstil malzemelerinin güç tutuşurluğunu artırmaları beklenmez. Bu yüzden; inorganik nanosol kaplamalara kazandırılan bazı güç tutuşurluk aktivitelerinin bariyer etkisinin bir sonucu olarak ortaya çıktığı düşünülebilir. Bariyer etkisi, ısıl parçalanma boyunca oluşan uçuculara oksijenin akışını önler. Böylece malzemenin tutuşma sıcaklığı yükseltilmiş olur. Fakat, sol-jel kaplamalar iki nedenle düşük ısıl koruma etkisi gösterebilirler. Birinci neden; nanosol kaplamanın tekstil malzemesi üzerine çok ince olarak uygulanıyor olmasıdır. İkinci neden ise inorganik kserojel matriksinin gözenekli yapısıdır. Dolayısıyla sol-jel kaplanan kumaş yeterli bir oksijen bariyeri olarak davranamayabilir. Bununla birlikte literatürde; güç tutuşur lifler üretmek için SiO2- sol kaplamaları da araştırılmıştır (Kashiwagi ve ark., 2000; Hribernik ve ark., 2007). Yapılan çalışmalar; kaplama özellikleri üzerinde gözenekliliğin kaplama kalınlığından daha fazla etkili olduğunu göstermiştir. Sonuç olarak; düşük gözenekliliğe sahip 100 nm kalınlığındaki SiO2 kaplamasının daha gözenekli bir
yapıya sahip fakat 400 nm kalınlığındaki bir kaplamadan daha iyi güç tutuşur özelliklere sahip olduğu bulunmuştur (Hribernik ve ark., 2007).
Sol-jel teknolojisinin pek çok farklı malzeme üzerinde uygulanmaya başlaması ile pek çok farklı mekanizma ile çalışan güç tutuşurluk çalışmaları, uygun şekilde modifiye edilen soller ile tekstil materyallerinin kaplanması şeklinde gerçekleştirilmiştir. Endotermik olarak parçalanan ve çevresinden ısıyı alıp uzaklaştıran alümina veya magnezya hidroksitler gibi güç tutuşurluk maddeleri sol- jel matriksine ilave edilebilir. Bu bileşiklerin toplam kütlesi çok düşük olduğundan kaplamaları çok ince olur. Böylelikle bu bileşikler belirli bir esnekliği garanti ederler, fakat tek başına tekstil materyali ile karşılaştırıldığında önemli bir etki oluşturmazlar. Daha ümit verici bir yaklaşım sol-jel çözeltisine klor ve brom gibi halojenleri içeren maddelerin ilave edilmesidir. Böyle maddeler güç tutuşurluk için genellikle kullanılan maddelerdir. Çünkü; olası bir yangın sırasında bu halojen bileşikleri parçalanır ve hidrojen klorür veya hidrojen bromür açığa çıkartır. Açığa çıkan bu maddeler, yangın sırasında yüksek miktarda reaktif hidroksil ve hidrojen radikalleri ile reaksiyon verirler ve daha az reaktif klor veya brom radikallerini oluştururlar. Yangında radikal işlemlerin ilerletilmesinin ve dolayısıyla yangının yayılmasının başlıca sorumlusu olan hidrojen ve hidroksil radikallerinin reaksiyona girerek azalması; başlangıç yanış hızını azaltmakta ve alev yayılma süresini artırmaktadır. Güç tutuşurluk malzemesi olarak kullanılan brom içeren maddelere; polibromlanmış difenil eter, polibromlanmış bifenil veya bromlanmış siklohidrokarbonlar örnek olarak verilebilmektedir.
Fosfat esterleri gibi fosfor içeren maddeler koruyucu bariyer işlevi gören güç tutuşurluk maddeleri olarak kullanılabilirler. Kaplamaya ilave edilen (veya kaplama içinde kendi kendine oluşan) fosfat esterler, ateş tarafından kömüre dönüştürülerek koruyucu bir bariyer tabakası oluştururlar. Bu bariyer tabakası; oksijenin polimere geçişini engeller ve aynı zamanda da yayılan ısıya karşı koruyucu görev alır. Amonyum polifosfat veya disiyandiamid esaslı kalıntı (intumescent) bırakan aditifler, parçalanma sırasında genişlerler ve dolayısıyla oksijene ve ısıya karşı koruyucu olan kalın bir kömür tabakası oluştururlar. İnorganik nanosoller ile kombinasyonda böyle materyallerin kullanımı sınırlı bir etki gösterir. Bu nedenle uygulanan tabakalar ve dolayısıyla genişleyen kömür tabakaları nispeten daha zayıf olurlar.
Literatürdeki çalışmalarda; ahşap malzemelerin ısı ve alev dayanımını artırmak için nanosoller uygulanmıştır (Saka ve Ueno, 1997; Mai ve Militz, 2004). Bu uygulamalarda silika soller, dietilfosfit veya fenilfosfonikdiklorür gibi fosfor bileşikleri ile modifiye edilmişlerdir. Tekstil üzerine yapılan nanosoller ile güç tutuşurluk uygulamalarının ahşap üzerine yapılan uygulamalar ile karşılaştırıldığında daha az sayıda oldukları görülmüştür. Bunun sebeplerinden biri; ahşap üzerine yapılan nanosol uygulamalarında sol alım miktarının (uptake) nispeten çok daha yüksek olmasıdır. Dolayısıyla ahşap malzemelerin güç tutuşurluk özelliği tekstil malzemelerine göre çok daha fazla artış göstermektedir. SiO2, TiO2, Al2O3 gibi metal oksit sollerinin veya bunların karışımlarının kullanımının tekstil filtrelerinin ısı dayanımını 300 oC ’ye kadar geliştirdiği bildirilmiştir (Benfer ve ark., 2002). Nanosol uygulaması bu filtrelerin hava geçirgenliğini az miktarda azaltmış veya hiç azaltmamıştır. Ayrıca, bu tekstil filtrelerinin aşınma dayanımlarının geliştirilebileceği de görülmüştür. Florlanmış silan bileşikleri ile modifiye edilen basit silika sol kaplamalar, naylon halıların güç tutuşurluğunu artırmak için kullanılmışlardır (Satoh ve ark., 2004). Fosfor içeren güç tutuşurluk bileşiklerinin nanosol kaplamalarına ilavesi ve bu nanosollerin tekstil malzemelerine uygulanması ile güç tutuşurluk ve ısı dayanımı özelliklerinin gelişmesi beklenmektedir (Horrocks ve ark., 2000). Ortofosforik asit veya diamonyum hidrojen fosfat gibi fosfor bileşikleri ile farklı silika solleri kombine edildiğinde pamuklu kumaş için mükemmel güç tutuşurluk değerleri elde edilebilmektedir (Chapple ve Ferg, 2006). Fakat elde edilen bu güç tutuşurluk özelliklerinin yıkama dayanımları düşük olduğundan bu yöntemin uygulama alanları sınırlı kalabilmektedir. Çünkü; fosfor içeren güç tutuşurluk malzemelerinin çoğunluğu nanosol kaplamalarına kimyasal olarak bağlanmaz ve suda iyi çözülebilirlikleri nedeniyle su ile ilk temasta kumaştan yıkanarak uzaklaşırlar. Bu nedenle de iyi bir güç tutuşurluk etkisi için, sol-jel ile hazırlanan ağa kovalent olarak bağlanabilen fosfatalkiltrialkoksisilan gibi maddelerin kullanımı çok daha avantajlıdır. Bu bileşiğin molekül formülü ise Şekil 2.26 ’daki gibidir. Ayrıca literatürde; silikon ve fosfor hibrid seramerleri içeren epoksi için de böyle bileşiklerin güç tutuşurluk özellikleri bildirilmiştir (Chiang ve ark., 2002).
Şekil 2.26 : Fosfatosilan bileşiğine örnek (dietilfosfatetiltrietoksisilan)
Malzemelerin güç tutuşurluk özelliklerini geliştirmek için; modifiye edilmiş silika sollerden ayrı olarak antimon oksit partikülleri içeren soller (Sb2O5) de kullanılmıştır (Petrow ve Allen, 1974). Antimon içeren soller, klor veya brom içeren bileşikler ile kombine edilerek uygulanabilirler. Halojen antimon oksit bileşikleri; alev yayılmasından sorumlu olan in-situ oksidasyon reaksiyonlarını durdurabildikleri için güç tutuşurluk maddesi olarak davranırlar. Antimon oksitin uygulanması; Sb2O5 solleri ile ve konvansiyonel nanosol kaplamalarına antimon oksit pigmentlerinin tutuklanması ile gerçekleştirilebilir (Hennige ve ark., 2005).
Lecoeur ve arkadaşları (2006) bir çalışmalarında pamuklu kumaşı; monoguanidin dihidrojen fosfat (MGHF) ve 3-amino propiletoksisilan (APS) gibi azot ve fosfor içeren farklı formülasyonlar ile kaplamışlardır. Kaplanan bu kumaşlardan bazılarının (pH değerinin 4 olduğu koşullarda; MGHF, APS ve melamin içerenler); daldırma testine dayanıklı güç tutuşurluk sonuçları verdiklerini tespit etmişlerdir.
Cireli ve arkadaşları (2007) ve Onar ve arkadaşları (2010) ’nın şimdiye kadar yaptıkları çalışmalarda; sol-jel yöntemi ile pamuklu kumaşa güç tutuşur özellik kazandırmak için pamuklu kumaşlar, fosfor katkılı silika sol çözeltisi ile ve borik asit veya guanidin ilave edilmiş fosfor katkılı silika sol çözeltisi ile kaplanmıştır. İlk olarak; etanol, su, etilalkol, hidroklorik asit, tetraetilortosilikat, fosforik asit ve guanidin veya borik asit kullanılarak saydam bir sol-jel çözeltisi hazırlanmıştır. Bu çözelti ile emdirilen kumaşlar 110 oC ’de 10 dakika kurutulmuş ve bu işlem 3 defa tekrarlanmıştır. Bu çalışmalar sonucunda; fosforik asit ilave edilen silika sol ile pamuklu kumaşın muamelesinin (borik asit veya guanidin ilave edilerek ve edilmeden), pamuklu kumaşlara güç tutuşurluk özelliği kazandırdığı bulunmuştur. Bununla birlikte; fosforik asit ve guanidin ilave edilen silika sol ile işlem gören pamuklu kumaşların LOI değerlerinin 40 gibi en yüksek LOI değerine sahip olduğu tespit edilmiştir.