مادة مانعة للتسرب

تطبيق المواد اللاصقة / المواد المانعة للتسرب / مثبطات اللهب الرابطة

مجال البناء:تركيب أبواب الحرائق، جدران الحرائق، لوحات الحرائق

المجال الإلكتروني والكهربائي:لوحات الدوائر والمكونات الإلكترونية

صناعة السيارات:المقاعد ولوحات القيادة وألواح الأبواب

مجال الفضاء الجوي:أدوات الطيران وهياكل المركبات الفضائية

الأدوات المنزلية:الأثاث والأرضيات وورق الحائط

شريط نقل لاصق مقاوم للهب:ممتاز للمعادن والرغوة والبلاستيك مثل البولي إيثيلين

آلية عمل مثبطات اللهب

تعمل مثبطات اللهب على تثبيط أو تأخير انتشار الحريق عن طريق قمع التفاعلات الكيميائية في اللهب أو عن طريق تكوين طبقة واقية على سطح المادة.

يمكن خلطها مع المادة الأساسية (مثبطات اللهب المضافة) أو ربطها كيميائيًا بها (مثبطات اللهب التفاعلية). عادةً ما تكون مثبطات اللهب المعدنية مضافة، بينما يمكن أن تكون المركبات العضوية إما تفاعلية أو مضافة.

تصميم مادة لاصقة مقاومة للحريق

تتكون الحرائق فعليًا من أربع مراحل:

البدء

نمو

حالة مستقرة، و

فساد

مقارنة درجات حرارة تدهور المادة اللاصقة الحرارية النموذجية
مع أولئك الذين تم الوصول إليهم في مراحل مختلفة من الحريق

لكل حالة درجة حرارة تحلل مقابلة كما هو موضح في الشكل. عند تصميم لاصق مقاوم للحريق، يجب على المصممين بذل جهودهم لتوفير مقاومة للحرارة في مرحلة الحريق المناسبة للتطبيق:

● في التصنيع الإلكتروني، على سبيل المثال، يجب أن يعمل اللاصق على قمع أي ميل للمكون الإلكتروني إلى الاشتعال - أو البدء - في حالة حدوث ارتفاع في درجة الحرارة بسبب عطل.

● لربط البلاط أو الألواح، يجب أن تقاوم المواد اللاصقة الانفصال في مراحل النمو والحالة الثابتة، حتى عند ملامستها المباشرة للهب.

يجب عليهم أيضًا تقليل انبعاثات الغازات السامة والدخان. من المرجح أن تتعرض الهياكل الحاملة للأحمال لجميع مراحل الحريق الأربع.

دورة الاحتراق المحدودة

وللحد من دورة الاحتراق، يجب إزالة واحدة أو أكثر من العمليات التي تساهم في الحريق عن طريق:

● التخلص من الوقود المتطاير، عن طريق التبريد

● إنتاج حاجز حراري، كما هو الحال عن طريق التفحم، وبالتالي القضاء على الوقود عن طريق تقليل انتقال الحرارة، أو

● إخماد التفاعلات المتسلسلة في اللهب، عن طريق إضافة كاسحات الجذور المناسبة

تعمل إضافات مقاومة اللهب على القيام بذلك من خلال العمل كيميائيًا و/أو فيزيائيًا في الطور المكثف (الصلب) أو في الطور الغازي من خلال توفير إحدى الوظائف التالية:

●مُشكِّلو الشخصيات:عادةً ما تكون مركبات الفوسفور، التي تزيل مصدر الوقود الكربوني وتوفر طبقة عازلة ضد حرارة النار. هناك آليتان لتكوين الفحم:
إعادة توجيه التفاعلات الكيميائية المشاركة في التحلل لصالح التفاعلات التي تنتج الكربون بدلاً من ثاني أكسيد الكربون أو ثاني أكسيد الكربون
تكوين طبقة سطحية من الفحم الواقي

●ممتصات الحرارة:عادة ما تكون عبارة عن هيدرات معدنية، مثل ثلاثي هيدرات الألومنيوم أو هيدروكسيد المغنيسيوم، والتي تزيل الحرارة عن طريق تبخر الماء من بنية مثبطات اللهب.

●مطفئات اللهب:عادةً ما تكون أنظمة الهالوجين المعتمدة على البروم أو الكلور تتداخل مع التفاعلات في اللهب.

● المتآزرون:عادةً ما تكون مركبات الأنتيمون، التي تعمل على تعزيز أداء مطفئ اللهب.

أهمية مثبطات اللهب في الحماية من الحرائق

مثبطات اللهب جزءٌ أساسيٌّ من الحماية من الحرائق، فهي لا تُقلّل خطر اندلاع الحريق فحسب، بل تُخفّف أيضًا من انتشاره. وهذا يُطيل زمن النجاة، وبالتالي يحمي البشر والممتلكات والبيئة.

هناك طرق عديدة لإثبات فعالية المادة اللاصقة كمثبط للهب. دعونا نفهم تصنيف مثبطات اللهب بالتفصيل.

يتزايد الطلب على المواد اللاصقة المقاومة للحريق ويتوسع استخدامها ليشمل عدداً من قطاعات الصناعة المختلفة بما في ذلك صناعة الطيران والبناء والإلكترونيات والنقل العام (القطارات على وجه الخصوص).

1: لذا، فإن أحد المعايير الرئيسية الواضحة هو أن تكون مقاومة للهب / غير قابلة للاحتراق أو الأفضل من ذلك، أن تكون مثبطة للهب - مثبطة للحرائق بشكل صحيح.

2: لا ينبغي أن يصدر اللاصق دخانًا زائدًا أو سامًا.

3: يجب أن يحافظ اللاصق على سلامته البنيوية في درجات الحرارة العالية (يجب أن يتمتع بمقاومة جيدة لدرجة الحرارة قدر الإمكان).

4: لا ينبغي أن تحتوي المادة اللاصقة المتحللة على منتجات ثانوية سامة.

يبدو تطوير لاصق يلبي هذه المتطلبات مهمةً شاقة، وفي هذه المرحلة، لم تُؤخذ بعين الاعتبار عوامل مثل اللزوجة، واللون، وسرعة المعالجة، وطريقة المعالجة المفضلة، وملء الفجوات، وقوة التحمل، والتوصيل الحراري، والتغليف. لكن كيميائيي التطوير يستمتعون بتحدياتٍ كبيرة، لذا انطلقوا!

تميل اللوائح البيئية إلى أن تكون خاصة بالصناعة والمنطقة

وُجِد أن مجموعة كبيرة من مثبطات اللهب المدروسة تتمتع بخصائص بيئية وصحية جيدة. وهي:

● بولي فوسفات الأمونيوم

● ثنائي إيثيل فوسفينات الألومنيوم

● هيدروكسيد الألومنيوم

● هيدروكسيد المغنيسيوم

● ميلامين بولي فوسفات

● ديهيدروكسافوسفافينانثرين

● ستانات الزنك

● هيدروكسستانات الزنك

مثبطات اللهب

يمكن تطوير المواد اللاصقة لتتناسب مع مقياس متدرج لمقاومة الحرائق - إليكم تفاصيل تصنيفات اختبارات مختبرات أندررايترز. بصفتنا مصنعين للمواد اللاصقة، نشهد طلبات بشكل رئيسي على UL94 V-0، وأحيانًا على HB.

يو إل 94

● HB: احتراق بطيء على عينة أفقية. معدل الاحتراق أقل من 76 مم/دقيقة لسمك أقل من 3 مم، أو يتوقف الاحتراق قبل 100 مم.
● V-2: يتوقف الاحتراق (العمودي) في أقل من 30 ثانية وقد تشتعل أي قطرات
● V-1: يتوقف الاحتراق (العمودي) في أقل من 30 ثانية، ويُسمح بالتنقيط (ولكن يجبلا(يكون محترقًا)
● يتوقف الاحتراق V-0 (العمودي) في أقل من 10 ثوانٍ، ويُسمح بالتنقيط (ولكن يجبلا(يكون محترقًا)
● يتوقف حرق 5VB (عينة اللوحة الرأسية) في أقل من 60 ثانية، ولا يوجد أي تنقيط؛ قد تتطور العينة إلى ثقب.
● 5VA كما هو مذكور أعلاه ولكن لا يُسمح بتطوير ثقب.

التصنيفان الأخيران من شأنهما أن ينطبقا على لوحة ملتصقة وليس على عينة من المادة اللاصقة.

الاختبار بسيط للغاية ولا يتطلب معدات متطورة، فيما يلي إعداد اختبار أساسي:

قد يكون إجراء هذا الاختبار على بعض المواد اللاصقة وحدها أمرًا صعبًا للغاية، خاصةً تلك التي لا تجف جيدًا خارج المفصل المغلق. في هذه الحالة، يمكنك الاختبار فقط بين الأسطح الملتصقة. مع ذلك، يمكن معالجة غراء الإيبوكسي والمواد اللاصقة فوق البنفسجية كعينة اختبار صلبة. بعد ذلك، أدخل عينة الاختبار في فكي حامل المشبك. احتفظ بدلو رمل قريب، ونوصي بشدة بإجراء ذلك تحت الشفط أو في خزانة الأبخرة. تجنب تشغيل أي أجهزة إنذار دخان! خاصةً تلك المرتبطة مباشرةً بخدمات الطوارئ. أشعل النار في العينة وحدد مدة انطفاء اللهب. تحقق من عدم وجود أي قطرات تحتها (نأمل أن يكون لديك صينية يمكن التخلص منها؛ وإلا، وداعًا لسطح العمل الأنيق).

يقوم كيميائيو المواد اللاصقة بدمج عدد من المواد المضافة لصنع مواد لاصقة مقاومة للحريق - وأحيانًا حتى لإخماد اللهب (على الرغم من أن هذه الميزة أصبح من الصعب تحقيقها في الوقت الحاضر مع طلب العديد من مصنعي السلع الآن تركيبات خالية من الهالوجين).

تشمل المواد المضافة للمواد اللاصقة المقاومة للحريق ما يلي:

● المركبات العضوية المكونة للفحم والتي تساعد على خفض الحرارة والدخان وحماية المواد الموجودة تحتها من المزيد من الاحتراق.

● ممتصات الحرارة، وهي عبارة عن هيدرات معدنية عادية تساعد في إعطاء المادة اللاصقة خصائص حرارية رائعة (في كثير من الأحيان، يتم اختيار المواد اللاصقة المقاومة للحريق لتطبيقات ربط المشتت الحراري حيث تكون هناك حاجة إلى أقصى قدر من التوصيل الحراري).

إنه توازن دقيق حيث أن هذه المواد المضافة سوف تسبب تداخلاً مع خصائص اللصق الأخرى مثل القوة والرومولوجيا وسرعة المعالجة والمرونة وما إلى ذلك.

هل هناك فرق بين المواد اللاصقة المقاومة للحريق والمواد اللاصقة المقاومة للحريق؟

نعم! يوجد. كلا المصطلحين ذُكرا في المقال، ولكن ربما من الأفضل توضيح الأمر.

مواد لاصقة مقاومة للحريق

غالبًا ما تكون هذه المنتجات أسمنتًا لاصقًا غير عضوي ومواد مانعة للتسرب. لا تحترق هذه المنتجات وتتحمل درجات حرارة عالية. تشمل تطبيقات هذه المنتجات أفران الصهر، والأفران، وغيرها. لا تمنع هذه المنتجات احتراق التجميع، لكنها تؤدي وظيفة ممتازة في تثبيت جميع الأجزاء المحترقة معًا.

مواد لاصقة مقاومة للحريق

تساعد هذه المواد على إطفاء النيران وإبطاء انتشارها.

تسعى العديد من الصناعات إلى الحصول على هذه الأنواع من المواد اللاصقة

● الإلكترونياتلتغليف الإلكترونيات، وربط مشتتات الحرارة، ولوحات الدوائر الإلكترونية، وما إلى ذلك. قد يُسبب قصر الدائرة الإلكترونية حريقًا بسهولة. لكن لوحات الدوائر المطبوعة تحتوي على مركبات مقاومة للحريق، ومن المهم أن تتمتع المواد اللاصقة بهذه الخصائص أيضًا.

● البناء- غالبًا ما يتعين أن تكون الكسوة والأرضيات (خاصة في المناطق العامة) غير قابلة للاحتراق ومثبتة بمادة لاصقة مقاومة للحريق.

● المواصلات العامةعربات القطارات، وداخل الحافلات، والترام، وغيرها. تشمل تطبيقات المواد اللاصقة المقاومة للهب لصق الألواح المركبة، والأرضيات، وغيرها من التركيبات والتجهيزات. لا تقتصر فوائد هذه المواد اللاصقة على منع انتشار الحريق فحسب، بل توفر أيضًا وصلة جمالية دون الحاجة إلى مثبتات ميكانيكية قبيحة (ومزعجة).

● الطائراتكما ذُكر سابقًا، تخضع مواد المقصورة الداخلية للوائح صارمة. يجب أن تكون مقاومة للحريق ولا تُسبب دخانًا أسود في المقصورة أثناء الحريق.

معايير وطرق اختبار مثبطات اللهب

تهدف معايير اختبارات الحرائق إلى تحديد أداء المواد فيما يتعلق بالهب والدخان والسمية (FST). وقد استُخدمت العديد من الاختبارات على نطاق واسع لتحديد مدى مقاومة المواد لهذه الظروف.

اختبارات مختارة لمثبطات اللهب

مقاومة الحرق
ASTM D635	معدل حرق البلاستيك
ASTM E162	"قابلية المواد البلاستيكية للاشتعال"
يو إل 94	"قابلية المواد البلاستيكية للاشتعال"
ايزو 5657	"قابلية اشتعال منتجات البناء"
BS 6853	"انتشار اللهب"
فار 25.853	معيار صلاحية الطيران - التصميمات الداخلية للمقصورة
NF T 51-071	"مؤشر الأكسجين"
NF C 20-455	"اختبار السلك المتوهج"
DIN 53438	"انتشار اللهب"

مقاومة درجات الحرارة العالية
BS 476 الجزء رقم 7	انتشار اللهب على السطح - مواد البناء
DIN 4172	"سلوكيات مواد البناء تجاه الحرائق"
ASTM E648	"أغطية الأرضيات - لوحة مشعة"

سمية
إس إم بي 800 سي	"اختبار السمية"
BS 6853	"انبعاثات الدخان"
NF X 70-100	"اختبار السمية"
1000.01 نمساوي	كثافة الدخان

توليد الدخان
BS 6401	"الكثافة البصرية النوعية للدخان"
BS 6853	"انبعاثات الدخان"
NES 711	"مؤشر دخان منتجات الاحتراق"
ASTM D2843	كثافة الدخان الناتج عن حرق البلاستيك
ISO CD5659	"الكثافة البصرية النوعية - توليد الدخان"
1000.01 نمساوي	كثافة الدخان
DIN 54837	"جيل الدخان"

اختبار مقاومة الحرق

في معظم الاختبارات التي تقيس مقاومة الاحتراق، تُعدّ المواد اللاصقة المناسبة هي تلك التي لا تستمر في الاحتراق لفترة طويلة بعد إزالة مصدر الاشتعال. في هذه الاختبارات، قد تُعرّض عينة المادة اللاصقة المُعالجة للاشتعال بغض النظر عن أي مادة لاصقة (يُختبر اللاصق كغشاء حر).

ورغم أن هذا النهج لا يحاكي الواقع العملي، فإنه يوفر بيانات مفيدة حول المقاومة النسبية للمادة اللاصقة للاحتراق.

يمكن أيضًا اختبار هياكل نموذجية تحتوي على كلٍّ من المادة اللاصقة والملتصقة. قد تكون هذه النتائج أكثر تمثيلًا لأداء المادة اللاصقة في حريق فعلي، نظرًا لأن مساهمة المادة اللاصقة قد تكون إيجابية أو سلبية.

اختبار الحرق العمودي UL-94

يقدم هذا الكتاب تقييمًا أوليًا للقابلية النسبية للاشتعال والتسرب للبوليمرات المستخدمة في المعدات الكهربائية والأجهزة الإلكترونية والأجهزة المنزلية وغيرها من التطبيقات. ويتناول خصائص الاستخدام النهائي، مثل الاشتعال، ومعدل الاحتراق، وانتشار اللهب، وكمية الوقود، وكثافة الاحتراق، ونواتج الاحتراق.

العمل والإعداد - في هذا الاختبار، تُركَّب عينة من غشاء أو طبقة ركيزة مغلفة رأسيًا في حاوية خالية من تيارات الهواء. يُوضع موقد تحت العينة لمدة عشر ثوانٍ، وتُحدَّد مدة الاشتعال. يُسجَّل أيُّ تقطر يُشعل قطنًا جراحيًا موضوعًا على بُعد ١٢ بوصة أسفل العينة.

يحتوي الاختبار على عدة تصنيفات:

94 V-0: لا يستمر احتراق العينة لأكثر من 10 ثوانٍ بعد الاشتعال. لا تحترق العينات حتى مشبك التثبيت، ولا تتساقط قطرات القطن وتشتعل، ولا يستمر احتراقها المتوهج لمدة 30 ثانية بعد إزالة لهب الاختبار.

94 V-1: يجب ألا يستمر احتراق العينة لأكثر من 30 ثانية بعد كل اشتعال. يجب ألا تحترق العينات حتى مشبك التثبيت، أو تتساقط منها قطرات من القطن وتشتعل، أو يستمر توهجها اللاحق لأكثر من 60 ثانية.

94 V-2: يتضمن نفس المعايير مثل V-1، باستثناء أنه يُسمح للعينات بالتنقيط وإشعال القطن أسفل العينة.

استراتيجيات أخرى لقياس مقاومة الحرق

طريقة أخرى لقياس مقاومة احتراق مادة ما هي قياس مؤشر الأكسجين المحدد (LOI). مؤشر الأكسجين المحدد هو الحد الأدنى لتركيز الأكسجين، معبرًا عنه كنسبة مئوية حجمية من خليط الأكسجين والنيتروجين، والذي يدعم احتراق المادة عند درجة حرارة الغرفة.

تتطلب مقاومة المادة اللاصقة لدرجات الحرارة المرتفعة في حالة الحريق اهتمامًا خاصًا، إلى جانب تأثيرات اللهب والدخان والسُمية. غالبًا ما تحمي الطبقة اللاصقة من الحريق. ومع ذلك، إذا تفككت المادة اللاصقة أو تدهورت بسبب درجة حرارة الحريق، فقد تتلف الوصلة، مما يؤدي إلى انفصال الطبقة اللاصقة عن المادة اللاصقة. في هذه الحالة، تنكشف المادة اللاصقة نفسها مع الطبقة الثانوية. وقد تساهم هذه الأسطح الجديدة في اشتعال الحريق.

تُستخدم غرفة كثافة الدخان التابعة للمعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا (ASTM D2843، BS 6401) على نطاق واسع في جميع القطاعات الصناعية لتحديد الدخان الناتج عن المواد الصلبة والتركيبات المثبتة رأسيًا داخل غرفة مغلقة. تُقاس كثافة الدخان بصريًا.

عندما يتم وضع مادة لاصقة بين ركيزتين، فإن مقاومة الحريق والتوصيل الحراري للركيزتين تتحكم في تحلل المادة اللاصقة وانبعاث الدخان منها

في اختبارات كثافة الدخان، يمكن اختبار المواد اللاصقة بمفردها كطلاء حر لفرض أسوأ حالة ممكنة.