مبدأ
في السنوات الأخيرة، تزايد القلق بشأن المخاطر البيئية والصحية التي تشكلها مثبطات اللهب الهالوجينية المستخدمة في صناعة البلاستيك. ونتيجة لذلك، اكتسبت مثبطات اللهب غير الهالوجينية شعبيةً واسعةً نظراً لخصائصها الأكثر أماناً واستدامة.
تعمل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين عن طريق تعطيل عمليات الاحتراق التي تحدث عند تعرض المواد البلاستيكية للنار.
1. يتحقق ذلك من خلال التدخل الفيزيائي والكيميائي في الغازات القابلة للاشتعال المنبعثة أثناء الاحتراق. إحدى الآليات الشائعة هي تكوين طبقة كربونية واقية على سطح البلاستيك.
٢. عند تعرضها للحرارة، تخضع مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين لتفاعل كيميائي، ينتج عنه إطلاق الماء أو غازات أخرى غير قابلة للاشتعال. تشكل هذه الغازات حاجزًا بين البلاستيك واللهب، مما يبطئ انتشار الحريق.
3. تتحلل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين وتشكل طبقة كربونية مستقرة، تُعرف باسم الفحم، والتي تعمل كحاجز مادي، مما يمنع المزيد من إطلاق الغازات القابلة للاشتعال.
4. علاوة على ذلك، تعمل مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين على تخفيف الغازات القابلة للاشتعال عن طريق تأيين الجذور الحرة والمكونات المتطايرة القابلة للاشتعال والتقاطها. ويؤدي هذا التفاعل إلى كسر سلسلة تفاعلات الاحتراق، مما يقلل من شدة الحريق.
بوليفوسفات الأمونيوم هو مادة مثبطة للهب خالية من الفوسفور والنيتروجين والهالوجين. يتميز بأداء عالٍ في تثبيط اللهب في البلاستيك، كما أنه غير سام وصديق للبيئة.
تطبيقات البلاستيك
تُستخدم المواد البلاستيكية المقاومة للهب مثل FR PP و FR PE و FR PA و FR PET و FR PBT وغيرها بشكل شائع في صناعة السيارات لتصنيع الأجزاء الداخلية للسيارات، مثل لوحات القيادة وألواح الأبواب ومكونات المقاعد والخزائن الكهربائية وصواني الكابلات واللوحات الكهربائية المقاومة للحريق ومفاتيح التبديل والخزائن الكهربائية وأنابيب نقل المياه والغاز.
معيار مقاومة اللهب (UL94)
معيار UL 94 هو معيار قابلية اشتعال البلاستيك صادر عن مختبرات Underwriters Laboratories (الولايات المتحدة الأمريكية). يصنف هذا المعيار أنواع البلاستيك وفقًا لكيفية احتراقها في أوضاع وسماكات مختلفة، بدءًا من الأقل مقاومة للاشتعال وصولًا إلى الأكثر مقاومة، وذلك ضمن ستة تصنيفات مختلفة.
| تصنيف UL 94 | تعريف التصنيف |
| V-2 | يتوقف الاحتراق في غضون 30 ثانية على جزء يسمح بتساقط قطرات من البلاستيك القابل للاشتعال عموديًا. |
| V-1 | يتوقف الاحتراق في غضون 30 ثانية على الجزء العمودي مما يسمح بتساقط قطرات من البلاستيك غير المشتعل. |
| V-0 | يتوقف الاحتراق في غضون 10 ثوانٍ على الجزء العمودي مما يسمح بتساقط قطرات من البلاستيك غير المشتعل. |
التركيبة المشار إليها
| مادة | فورمولا إس 1 | فورمولا إس 2 |
| البوليمر المتجانس PP (H110MA) | 77.3% | |
| البولي بروبيلين المشترك (EP300M) | 77.3% | |
| مادة التشحيم (EBS) | 0.2% | 0.2% |
| مضاد للأكسدة (B215) | 0.3% | 0.3% |
| مضاد للتقطير (FA500H) | 0.2% | 0.2% |
| TF-241 | 22-24% | 23-25% |
| الخواص الميكانيكية مبنية على إضافة 30% من حجم TF-241. مع إضافة 30% من TF-241 للوصول إلى UL94 V-0 (1.5 مم) | ||
| غرض | فورمولا إس 1 | فورمولا إس 2 |
| معدل الاشتعال الرأسي | V0 (1.5 مم) | UL94 V-0 (1.5 مم) |
| الحد الأقصى لمؤشر الأكسجين (%) | 30 | 28 |
| قوة الشد (ميجا باسكال) | 28 | 23 |
| الاستطالة عند الكسر (%) | 53 | 102 |
| معدل الاشتعال بعد الغليان بالماء (70 درجة مئوية، 48 ساعة) | V0(3.2mm) | V0(3.2mm) |
| V0 (1.5 مم) | V0 (1.5 مم) | |
| معامل الانحناء (ميجا باسكال) | 2315 | 1981 |
| مؤشر الذوبان (230 درجة مئوية، 2.16 كجم) | 6.5 | 3.2 |
