مبدأ
في السنوات الأخيرة، تزايد القلق بشأن المخاطر البيئية والصحية التي تُشكلها مثبطات اللهب القائمة على الهالوجين والمستخدمة في البلاستيك. ونتيجةً لذلك، اكتسبت مثبطات اللهب غير الهالوجينية شعبيةً واسعةً بفضل خصائصها الآمنة والمستدامة.
تعمل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين عن طريق مقاطعة عمليات الاحتراق التي تحدث عندما تتعرض المواد البلاستيكية للنار.
١. يتحقق ذلك من خلال التفاعل الفيزيائي والكيميائي مع الغازات القابلة للاشتعال المنبعثة أثناء الاحتراق. ومن الآليات الشائعة تكوين طبقة كربون واقية على سطح البلاستيك.
٢. عند تعرضها للحرارة، تخضع مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين لتفاعل كيميائي، يُطلق الماء أو غازات أخرى غير قابلة للاشتعال. تُشكّل هذه الغازات حاجزًا بين البلاستيك واللهب، مما يُبطئ انتشار الحريق.
3. تتحلل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين وتشكل طبقة متفحمة مستقرة، تعرف باسم الفحم، والتي تعمل كحاجز مادي، مما يمنع إطلاق المزيد من الغازات القابلة للاشتعال.
٤. علاوة على ذلك، تُخفف مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين من حدة الغازات القابلة للاشتعال عن طريق تأين الجذور الحرة والمكونات القابلة للاشتعال المتطايرة والتقاطها. يُوقف هذا التفاعل بفعالية التفاعل المتسلسل للاحتراق، مما يُخفف من شدة الحريق.
بولي فوسفات الأمونيوم هو مثبط للهب خالٍ من الفوسفور والنيتروجين والهالوجين. يتميز بأداء عالٍ في مقاومة اللهب في البلاستيك، كما أنه غير سام وصديق للبيئة.
تطبيقات البلاستيك
تُستخدم المواد البلاستيكية المقاومة للهب مثل FR PP وFR PE وFR PA وFR PET وFR PBT وما إلى ذلك بشكل شائع في صناعة السيارات للتصميمات الداخلية للسيارات، مثل لوحات القيادة وألواح الأبواب ومكونات المقاعد والعلب الكهربائية وصواني الكابلات ولوحات الكهرباء المقاومة للحريق ومفاتيح التشغيل والعلب الكهربائية ونقل المياه وأنابيب الغاز.
معيار مقاومة اللهب (UL94)
UL 94 هو معيار قابلية اشتعال البلاستيك الصادر عن مختبرات أندررايترز (الولايات المتحدة الأمريكية). يُصنّف هذا المعيار البلاستيك وفقًا لطريقة احتراقه في اتجاهات وسمك أجزائه المختلفة، بدءًا من الأقل مقاومة للهب إلى الأكثر مقاومة للهب، وذلك في ستة تصنيفات مختلفة.
| تصنيف UL 94 | تعريف التصنيف |
| V-2 | يتم إيقاف الحرق خلال 30 ثانية على جزء يسمح بقطرات من البلاستيك القابل للاشتعال عموديًا. |
| V-1 | يتوقف الحرق خلال 30 ثانية على الجزء الرأسي مما يسمح بقطرات من البلاستيك غير المشتعلة. |
| V-0 | يتوقف الحرق خلال 10 ثواني على الجزء الرأسي مما يسمح بقطرات من البلاستيك غير المشتعلة. |
الصيغة المرجعية
| مادة | فورمولا S1 | فورمولا S2 |
| البلمرة المتجانسة لـ PP (H110MA) | 77.3% | |
| كوبوليمر PP (EP300M) | 77.3% | |
| مواد التشحيم (EBS) | 0.2% | 0.2% |
| مضاد للأكسدة (B215) | 0.3% | 0.3% |
| مضاد للتنقيط (FA500H) | 0.2% | 0.2% |
| تي إف-241 | 22-24% | 23-25% |
| الخصائص الميكانيكية تعتمد على إضافة 30% من حجم TF-241. مع إضافة 30% من TF-241 للوصول إلى UL94 V-0 (1.5 مم) | ||
| غرض | فورمولا S1 | فورمولا S2 |
| معدل الاشتعال الرأسي | V0(1.5 مم | UL94 V-0 (1.5 مم) |
| مؤشر الأكسجين الحدي (%) | 30 | 28 |
| قوة الشد (ميجا باسكال) | 28 | 23 |
| الاستطالة عند الانكسار (%) | 53 | 102 |
| معدل الاشتعال بعد غلي الماء (70 درجة مئوية، 48 ساعة) | V0(3.2 مم) | V0(3.2 مم) |
| V0(1.5 مم) | V0(1.5 مم) | |
| معامل الانثناء (ميجا باسكال) | 2315 | 1981 |
| ميلتيندكس (230 درجة مئوية، 2.16 كجم) | 6.5 | 3.2 |
