Yangın geciktiricilerin içerikleri ve sınıflandırılması

Yangın geciktirici malzemeler, yangındaki davranışına göre sınıflandırabilir (İlhan, 1988; Bozkurt ve ark., 1993; Küçükosmanoğlu, 1993):

 Mekanik etki gösteren yangın geciktiriciler,  Eriyici madde oluşturan yangın geciktiriciler,  Köpük oluşturan yangın geciktiriciler,

 Söndürücü gaz oluşturan (gaz seyreltici) yangın geciktiriciler,  Kömürleştirici yangın geciktiriciler.

Mekanik etki gösteren yangın geciktiriciler, ahşaba sürme ya da püskürtme yöntemiyle uygulanıp yüzeyin oksijenle temasını kesmektedir. Eriyici madde oluşturan yangın geciktiriciler, yangında oluşan ısıyı, erime ısısında kullanacağı için ortam sıcaklığının yükselmesini engellemektedir. Ayrıca eriyen madde, ahşap yüzeyine yapışarak koruyucu bir tabaka oluşturmaktadır. Köpük oluşturan yangın geciktiriciler ise yangın esnasında ısı yalıtım malzemeleri gibi ısının geçişini engelleyen bir köpük tabakası oluşturmaktadır. Söndürücü gaz oluşturan (gaz seyreltici) yangın geciktiriciler,

13 _{Emprenye maddesinin suda erime suretiyle ahşaptan uzaklaşması olayına “yıkanma” denir. Yıkanma}

durumunu; ahşap cinsi, emprenye yöntemi ve çevresel faktörlerin yanı sıra emprenye maddesinin cinsi ve yoğunluğu da etkilemektedir. Yıkanmanın fazla olması, emprenyenin ahşap üzerindeki etkisini azaltmaktadır (Altun, 2008).

yangında meydana gelen yanıcı gazları seyrelterek tekrar ateş alma ihtimalini düşürmektedir. Kömürleştirici yangın geciktiriciler de yangın esnasında ahşabın yüzeyinde oluşan kömür tabakasını artırarak ahşabın iç kısmına ısının geçişini azaltmaktadır (İlhan, 1988; Bozkurt ve ark., 1993; Küçükosmanoğlu, 1993).

Bu sınıflama, sadece yangın geciktirici malzemenin yangında verdiği tepkiye göre yapılmıştır. Oysaki yangın geciktiriciyi oluşturan kimyasal içeriğe göre yapılan sınıflama daha faydalı olacaktır. Çünkü benzer kimyasal özelliğe sahip yangın geciktiricilerin, fiziksel özellikleri ve ahşap üzerindeki etkileri de birbirine yakındır. Ahşap yangın geciktirici malzemeleri, kimyasal kökenine göre aşağıdaki gibi sınıflandırmak mümkündür14

(Laranjeira ve ark., 2015):  Fosfor içerikli yangın geciktiriciler,  Nitrojen içerikli yangın geciktiriciler,

 Nitrojen ve fosfor içerikli yangın geciktiriciler,  Bor içerikli yangın geciktiriciler,

 Metal hidrid içerikli yangın geciktiriciler,  Amonyum içerikli yangın geciktiriciler,  Diğer yangın geciktiriciler.

a) Fosfor içerikli yangın geciktiriciler

En temel ahşap yangın geciktiricilerden biri olarak kabul edilen fosfor içerikli yangın geciktiricilerin, yüksek oksijen içeriğiyle yangına karşı etkili olduğu söylenebilir. Fosfor içerikli yangın geciktiricilerden özellikle monoamonyum fosfat ve diamonyum fosfatın, yangın performansı açısından diğer türevlerine göre daha etkili olduğunu söylemek mümkündür (Laranjeira ve ark., 2015).

Monoamonyum fosfat, diamonyum fosfat gibi amonyumlu fosfor bileşenlerinin yangın esnasında iki farklı görevi mevcuttur. Bunlardan ilki, yanıcı gaz tehlikesinin ortadan kaldırılmasıdır (Çakmak, 2008; Laranjeira ve ark., 2015). Piroliz esnasında ortaya çıkan uçucu ve yanıcı gaz, yoğunlaşarak bir katman oluşturmaktadır. Bu katman, kalkan vazifesi görerek alevin ve oksijenin girişini engellemektedir (Laranjeira ve ark., 2015).

14

Amonyumlu fosfor bileşenlerinin ikinci görevi ise ahşabın yüzeyinde kömürleşme oluşturmak ya da oluşumuna yardımcı olmaktır (Laranjeira ve ark., 2015). Oluşan karbon tabakası, ısı ve oksijenin girişini önleyerek koruyucu işlev üstlenmektedir (You ve ark., 2011).

Piroliz aşamasında bir termik parçalanma meydana gelmektedir. Amonyum fosfat, yanma sırasında açığa çıkan yoğunlaşmış fazdaki su ekstreleri içinde, fosforik asite dönüşmektedir (Laranjeira ve ark., 2015). Bu dönüşüm, asidik içeriğinden dolayı, ahşabın büyük ölçüde zarar görmesine sebep olacaktır. Yangından zarar görmese bile, asitten zarar görmesi muhtemeldir.

Monoamonyum fosfat ve diamonyum fosfatın dışında, organa fosforlar ve polifosfat bileşiklerinin de ASTM E 84 standardına göre yangın karşısında etkin olduğu ve çok fazla duman meydana getirmediği söylenebilir (LeVan, 1984; Terzi, 2008).

Fosfor içerikli yangın geciktiriciler, olumlu özelliklerine nazaran ahşabın nem içeriğini artırabilme, mantar, bakteri, çürüklük vb. riskleri açığa çıkarabilme gibi bir dezavantaja sahiptir. Bu sebeple, su riski olmayan iç mekânda kullanımı daha uygundur (Laranjeira ve ark., 2015).

b) Nitrojen içerikli yangın geciktiriciler

Nitrojen içeren yangın geciktiricilerde, yaygın olarak melamin kullanılmaktadır; bununla birlikte melamin-formaldehit reçineler, üre ve disiyandiamid de bu grupta yer almaktadır (Laranjeira ve ark., 2015).

Melamin ve türevi olan yangın geciktiriciler, nadiren tek başına kullanılmaktadırlar. Çünkü genellikle kömürleşme ve yoğunlaştırılmış gaz katmanın oluşumu için başka bir yangın geciktiriciye ihtiyaç duymaktadırlar. Bu kimyasallar, ısıyla şişen (=intümesan) sistemler olup bu özelliğinin geliştirilebilmesi sebebiyle sıkça kullanılmaktadır. Ayrıca yangın esnasında meydana gelen buharlaşma sayesinde, yanıcı gazların ve oksijenin seyreltilmesinde rol üstlenmektedir (Laranjeira ve ark., 2015).

c) Nitrojen ve fosfor içerikli yangın geciktiriciler

Nitrojen-fosfor içerikli, UV radyasyonu kür tekniğiyle hızlı bir şekilde koruyucu film tabakası oluşturan şeffaf yangın geciktirici kaplamalar geliştirilmiştir. Reçineler için geliştirilmiş bu teknikte, sıvı doymamış reçine çözeltileri, UV ve floresan ışıkları

tarafından kısa sürede yoğunlaşmaktadır. Böylece birkaç saniye içinde katı hâle dönüşmüş, fonksiyonel filmler oluşmaktadır (You ve ark., 2011).

Bu film tabakası, yangının olmadığı, normal bir durumda amonyum polifosfat (APP), melamin (MA) ve pentaeritrit içeren dekoratif bir üst kaplama olarak görev yapmaktadır. Ancak yangına maruz kaldığı zaman, kompakt ve tek tip bir hücresel ya da sünger benzeri karbonatlı bir köpük tabakası hâlinde hızlı bir genişleme göstermektedir. Bu tabaka, dış ısı ve havanın ahşap malzemeye geçişini önlemektedir (You ve ark., 2011).

UV radyasyon kürlü şeffaf yangın geciktirici kaplama; fosfor, azot, silisyum ve geçiş metalleri gibi ana elementlerle geliştirilerek kombine edilmektedir (You ve ark., 2011). Fosforlu yangın geciktiriciler, karbonlaşmayı artırıcı; nitrojenli yangın geciktiriciler ise yanıcı gazları seyreltici ve şişmeyi artırıcı etki göstermektedir (Şekil 5.6.). Bu iki olumlu özelliği bir araya getirerek iyi bir sinerji yakalamak mümkündür. Bu sebeple bu iki kimyasal birlikte sıkça tercih edilmektedir. Bu kimyasalların formülasyonu daha da geliştirilerek yüksek su direncinin de sağlandığı gözlemlenmiştir (Laranjeira ve ark., 2015).

Şekil 5.6. Yangın geciktirici kimyasalın yangın esnasında ahşap yüzeyinde oluşturduğu kabarcıklar ve şişme (30.6.2016)

Bu sistemlerle süsleme, yangından korunma, geri dönüşüm, üretilebilirlik, düşük maliyet ve hızlı üretim gibi genel ihtiyaçlar karşılanabilmektedir. Radyasyonla kürlenen

bu tip yangın geciktiricilerin avantajları ise genellikle 1-10 saniye gibi kısa sürede kuruyarak yüksek üretim hızına ulaşılması, oda sıcaklığında kürlenmesi, düşük enerji tüketimi, yüksek katı içerikli (neredeyse% 100) ve solventsiz olması, hiçbir zararlı emisyonu içermemesi, yüksek sıcaklıkta sertlik ve korozyon seviyesinin iyi olmasıdır (You ve ark., 2011).

d) Bor içerikli yangın geciktiriciler

Suda eriyik olarak kullanılan boraks, borik asit ve disodyum oktaborat tetrahidrat gibi borlu bileşikler, zehirsiz ya da az zehirli olup genellikle kokusuz ve renksizdir. Bu bileşikler; plastik, cam, metal, seramik gibi malzemeler üzerinde zararlı bir etkiye sahip değildir (Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004).

Daldırma, batırma, fırça ile sürme, püskürtme ve vakum-basınçlı sistemlerle uygulanan bu bileşiklerin; yangın geciktirici etkisinin yanı sıra mantar, böcek, termit vb. organizmaların oluşumunu bir miktar engelleyici etkisi mevcuttur (Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004).

Boraks, borik asit ve disodyum oktaborat tetrahidrat, organizmalara karşı bir miktar etkili olsa da ağaç malzemeye fiksasyonu (tutunumu) zayıf olduğundan toprak altında kullanımı uygun değildir. Fiksasyonu daha fazla olan bakır-krom-bor içerikli CCB tercih edilebilir. (Bozkurt ve Erdin, 1988; Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004). Bakır sülfat, borik asit, potasyum ve sodyum dikromat gibi maddelerin belirli oranlarda karışımıyla oluşturulan CCB’nin; ülkemizde Wolmanit-CB, Tanalith-CBC ve Triolith- CB olmak üzere üç farklı sürümü bulunmaktadır (Bozkurt ve ark., 1993).

Borlu bileşikler, yangın esnasında ayrışırken karbonmonoksit ya da karbondioksitten ziyade yüzeyde karbonlaşma meydana getirmektedir. Malzeme özelliği olarak camsı bir tabakanın oluştuğu ve bu tabakanın karbonun, oksidasyonunu engellediği öne sürülmektedir (Durğun, 2010).

Boraks, kor hâlinde yanmaya katkıda bulunsa da yüzeydeki alevin yayılma hızını düşürmektedir; borik asit ise kor hâlinde yanmayı azaltırken yüzeydeki alevin yayılma hızını artırmaktadır. Dolayısıyla yüksek sıcaklıkta film tabakası oluşturan bu bileşiklerin her ikisinin de birlikte kullanılması önerilebilir (LeVan, 1984; İlhan, 1988; Terzi, 2008).

Borlu bileşiklerin; ahşabın mekanik özelliklerini düşürmesi, kuruyan ahşabın tekrar ıslanması durumunda çalışma sorunu oluşturması, yıkanma direncinin zayıf

olması gibi olumsuz özellikleri mevcuttur. Buna rağmen bu bileşikler, ahşabın yangın dayanımını ve biyosit direncini artırmaktadır (Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004; Laranjeira ve ark., 2015).

Sivrikaya ve Saraçbaşı, (2004)’e göre, bor içerikli bileşikler, yaklaşık %15’lik bir çözelti oranıyla Almanya’daki tarihî yapılarda yer alan ahşaplara uygulanmaktadır. Bunun dışında Japonya, İngiltere, Avustralya ve İsviçre’de farklı formlarda ve farklı uygulama şekilleriyle kullanıldığını söylemektedirler (Sivrikaya ve Saraçbaşı, 2004).

e) Metal hidrid içerikli yangın geciktiriciler

Alüminyum trihidroksit, bu grup yangın geciktiriciler içinde, ahşaba en sık uygulanan yangın geciktiricidir. Yanıcı gazların seyreltilmesi ve yakıt kaynağının soğutulması gibi fonksiyonu olan bu kimyasalın, yeterli performans gösterebilmesi için büyük miktarlarda kullanılması gerekmektedir (Laranjeira ve ark., 2015).

f) Amonyum içerikli yangın geciktiriciler

Isının etkisiyle amonyak açığa çıkan bu tip yangın geciktiricilerin iki görevi bulunmaktadır: Serbest mineral asitleri sayesinde kömürleşmeyi arttırmak ve yanıcı gazların seyreltilmesini sağlamaktır. En önemli örnekleri, amonyum klorür, amonyum sülfat, amonyum tetraborat ve fosfor içerikli sınıfa da giren monoamonyum fosfat, diamonyum fosfattır (İlhan, 1988).

g) Diğer yangın geciktiriciler

Alüminyum klorür, alüminyum sülfat, potasyum alüminyum sülfat, çinko klorür, potasyum karbonat, sodyum asetat gibi diğer yangın geciktiriciler de mevcuttur (İlhan, 1988).