افزودنی ضد آتش در صنعت پلیمر

افزودنی ضد آتش در صنعت پلیمر

بیشتر پلیمر ها آتش گیر میباشند و بعضی از پلیمر ها مانند پی وی سی ضد آتش میباشند . این مواد در هنگام آتش گیری دود غلیظ و سمی ایجاد میکنند و لذا لازم است از پخش و گسترش آن جلوگیری شود و نسبت به آتش مقاوم نمود . وظیفه تاخیر اندازنده و یا ضد آتش ، جلوگیری از آتش سوزی و گسترش آن میباشد. افزودنی ضد آتش در صنایعی نظیر ساختمان سازی ، صنایع الکترونیک و الکتریکی ، اتومبیل سازی و مبل سازی و … بیشترین مقدار مصرف را دارا میباشند. در کل میتوان گفت سالانه میلون ها پوند از افزودنی های ضد آتش در سرتاسر دنیا مورد استفاده قرار میگیرد.

ترکیبات مورد نیاز تاخیر اندازنده ها :

ترکیبات برومینه : امروزه اغلب از این ترکیبات استفاده میشود . واکنش آنها قابل برگشت بوده و توازنی از نظر عملکرد و خواص و فرآیند پذیری و هزینه دارا میباشند.

ترکیبات فسفری : این گروه نیز شامل ترکیبات هالوژنه و فسفری میباشند که این دسته اغلب برای فوم های پلی اورتانی و آلیاژ هایی مانند PC/ABS مورد استفاده میگردند. این گروه از رزین ها خواص دیگری نظیر پایداری به نور ماورای بنفش ایجاد میکنند در حال حاضر فشار هایی اعمال میشود مبنی بر این موضوع که از ترکیبات عاری از هالوژن ها استفاده کنند.

هیدروکسید های فلزی : این ها در واقع همان افزودنی های تاخیر اندازه عاری از هالوژن ها هستند که اکثرا در پلی اولفین ها ، PVC و برمواد پلاستیک مهندسی مانند نایلون استفاده میشود.

ملامین : رشد سریعی در بازار برای تولید مواد تاخیر اندازنده ضد آتش و عاری از هالوژن ، منجر به تولید این مواد شده است. مزیت این نوع افزودنی شامل خورندگی کمتر و دوست دار محیط زیست میباشد ، اغلب این کاربرد ها در فوم پلی اورتان ها ، پلی آمید و پلی اورتان های ترموپلاستیک دیگر میباشند.

نحوه کار افزودنی ضد آتش

جلوگیری از طریق فاز بخار

در مواقع آتش سوزی یا احتراق ، افزودنی تاخیر اندازنده با پلیمر در حال سوختن واکنش میدهد و تولید رادیکال های آزاد مینمایند و منجر به خاموش شدن فرآیند احتراق میگردند. این مکانیسم ها اغلب در هالوژنه ها اتفاق می افتد.

تولید یک لایه کربن :

این نوع از تاخیر اندازنده، یک لایه کربن بر روی سطح مواد بوجود میآورند. این لایه کربن پلیمر را ایزوله مینمایند ، فرآیند سوختن را کاهش داده و این مانع ، گازهای مازاد حاصل از سوختن را مهار مینمایند. نوع مکانیسم ذکر شده به وسیله ضد افزودنی غیر هالوژنه با استفاده از فسفروس و نیتروژن انجام میشود. 

تولید سرما :

مواد معدنی آب دار ، گروه جدیدی از ضد آتش ها میباشند که اغاب برای سیم و کابل ها مورد استفاده قرار میگیرند. این سیستم ، واکنش گرماگیر در حضور آتش انجام میشود که منجر به آزاد شدن مولکول های آب و سرد شدن پلیمر و رقیق نمودن فرآیند سوختن میگردد. 

آیا آزمونی برای این موضوع وجود دارد ؟

آزمونی به نام  LOI وجود دارد که براساس استاندارد ASTM D2863-00 میباشد و بیانگر حداقل میزان جذب اکسیژن از هوا در هنگام احتراق ماده پلیمری مورد نظر میباشد.

آیا برای هر ماده پلیمری بایستی افزودنی خاصی استفاده کرد؟

برای هر ماده پلیمری بایستی با توجه به نوع کاربرد آن ، از ضد آتش مخصوص به آن پایه را استفاده نمود. به عنوان مثال پلی اتیلن دانسیته سبک از هیدروکسید آلومینیوم و برای کامپوزیت آلومینیوم ، پلی اتیلن از هیدروکسید آلومینیوم و هیدروکسید منیزیوم استفاده میشود.