ما هي أنواع مختلفة من مثبطات اللهب المركبة؟

مثبطات اللهب المركبة هي جزء لا غنى عنه من علوم المواد الحديثة. إنها تجمع بين نوعين أو أكثر من مكونات محاكاة اللهب بطريقة محددة لإنشاء تأثير تآزري ، مما يحقق مستوى من تأخير اللهب لا يمكن لعامل واحد. هذا الإجراء التآزري لا يعزز كفاءة محاكاة اللهب فحسب ، بل يقلل أيضًا من كمية المضافة المطلوبة ، مما يقلل من التأثيرات السلبية على الخواص الفيزيائية للمادة ، مثل القوة الميكانيكية وقابلية المعالجة.

1. تصنيف آلية محاكة اللهب

الميزة الأساسية ل مثبطات اللهب المركبة يكمن في تآزر آلياتها المتعددة التي تقع على عاتق اللهب. بناءً على طريقة عملهم الأساسية ، يمكن تصنيفها على النحو التالي:

1. مثبطات اللهب المركب غير العضوي الهالوجين

   • المكونات الأساسية: تتألف في المقام الأول من مثبطات اللهب المليئة بالهالوجين (مثل إيثان ديكابرومر فينيل ، وراتنجات الايبوكسي المبردة ، وما إلى ذلك) ومثبطات اللهب غير العضوية (مثل ثالث أكسيد الأنتيمون ، هيدروكسيد المغنيسيوم ، هيدروكسيد الألومنيوم ، إلخ).

   • الآلية: تطلق مثبطات اللهب المليئة بالهالوجين جذور الهالوجين أثناء الاحتراق ، والتي تلتقط الجذور الناتجة عن التحلل الحراري للبوليمر ، مما أدى إلى انقطاع تفاعل سلسلة الاحتراق. المركبات غير العضوية مثل ثالث أكسيد أنتيمون ( $ق{ب}_2{س}_3$ ) بمثابة أ التآزر هنا. يتفاعل مع مثبطات اللهب المليئة بتكوين هاليدات أكثر كفاءة (مثل $قبج{ل}_3$ أو $قبب{ص}_3$ ) ، مزيد من تعزيز تأثير محاكة اللهب الطور الغاز. علاوة على ذلك ، تمتص هيدروكسيدات غير عضوية مثل المغنيسيوم والهيدروكسيد الألومنيوم حرارة لأنها تتحلل وتطلق بخار الماء لتخفيف الغازات القابلة للاشتعال ، مما يشكل حاجزًا ماديًا يوفر إعجاب اللهب الصلب.

   • التطبيقات: يستخدم بشكل رئيسي في البلاستيك الحراري مثل البوليسترين والبولي بروبيلين ، وكذلك في عزل الكابلات والمواد العازلة الأخرى.

2. فوسفور النيتروجين المركب مثبطات اللهب

   • المكونات الأساسية: يتكون في المقام الأول من مركبات تحتوي على الفوسفور (مثل الفوسفور الأحمر ، استرات الفوسفات ، فوسفات البوليمونيوم-PAP ، إلخ) والمركبات المحتوية على النيتروجين (مثل الميلامين ، السيانورات الميلامين-MCA ، Guanidine ، إلخ).

   • الآلية: التأثير التآزري لهذا النوع من مثبطات اللهب مهم للغاية. المجففات التي تحتوي على الفوسفور عند تسخينها لتشكيل طبقة تشار ، مما يخلق حاجزًا كثيفًا على سطح المادة. هذا الحاجز يعزل المادة من الحرارة والأكسجين والغازات القابلة للاشتعال ، بمثابة أ تأخير اللهب الصلبة آلية. في الوقت نفسه ، تتحلل المركبات المحتوية على النيتروجين في درجات حرارة عالية لإنتاج غازات غير قابلة للاحتراق (مثل ${ن}_2$ و $ن{ح}_3$ ). هذه الغازات تخفف بشكل فعال من تركيز الغازات القابلة للاشتعال ، وتحقيق أ غاز الطور المتقاعد تأثير. تعزز المركبات المحتوية على النيتروجين أيضًا تشكيل طبقة Char ، مما يزيد من أداء أداء محاكاة اللهب.

   • التطبيقات: يستخدم على نطاق واسع في البولي يوريثان ، وراتنجات الايبوكسي ، والبولي أوليفين ، وغيرها من المجالات ، وخاصة عندما تكون حماية البيئة اعتبارًا رئيسيًا ، كما هو الحال في الإلكترونيات ومواد البناء والنقل.

3. مثبطات اللهب المركب (IFR)

   • المكونات الأساسية: المعايير الدولية للإبلاغ المالي هي بطبيعتها نظام مركب ، وعادة ما يحتوي على ثلاثة مكونات رئيسية:

     • مصدر الحمض: يجفف مصدر الكربون لتشكيل char ، مثل فوسفات البوليمونيوم (APP) أو حمض البوريك أو حمض الفوسفوريك.

     • مصدر الكربون: مادة يمكن تحفيزها بواسطة مصدر الحمض لتشكيل طبقة شار في درجات حرارة عالية ، مثل الخماسي ، النشا ، أو السوربيتول.

     • مصدر الغاز: يتحلل في درجات حرارة عالية لإنتاج غازات غير قابلة للاحتراق ، مما يتسبب في تضخم طبقة Char ورغوة ، مثل الميلامين أو guanidine.

   • الآلية: آلية المعايير الدولية لإعداد التقارير المالية هي مثال كلاسيكي على تأخير اللهب الصلبة . عند تسخينها ، ينتج مصدر الحمض الحمض ، مما يؤدي إلى جفاف مصدر الكربون ويشكل شار. في نفس الوقت ، يتحلل مصدر الغاز وينتج غازات تسبب طبقة تشكيل تشكيل الرغوة وتوسعها. ينتج عن هذا طبقة رغوة سميكة وغير قابلة للاحتراق على سطح المادة. لا تعزل طبقة الرغوة هذه المادة من الأكسجين والحرارة فحسب ، بل تمنع أيضًا إطلاق الغازات القابلة للاشتعال ، مما يحقق نتيجة فعالة للغاية لتجارة اللهب.

   • التطبيقات: يستخدم على نطاق واسع في الهندسة البلاستيكية والمنسوجات والطلاء والمواد اللاصقة. هم مفضلون للغاية لهم خالية من الهالوجين وصديق للبيئة ملكيات.

2. التصنيف بواسطة شكل مثبطات اللهب وتوافقه

بالإضافة إلى آليتها ، يمكن أيضًا تصنيف مثبطات اللهب المركبة من خلال شكلها المادي وتوافقها مع المادة الأساسية:

1. بودرة مثبطات اللهب المركبة

   • صفات: يتم مزج اثنين أو أكثر من مثبطات اللهب ببساطة كمساحيق ميكرون أو نانو ، وعادة ما يكون مزيجًا من مثبطات اللهب غير العضوية والعضوية.

   • المزايا: عملية إنتاج بسيطة وتكلفة منخفضة نسبيا.

   • عيوب: يمكن أن تعاني من تشتت مسحوق غير متساو ، مما يؤثر على استقرار تأثير محاكة اللهب.

   • أمثلة: مزيج من ثالث أكسيد الأنتيمون و decabromodiphiphenyl ethane.

2. مثبطات اللهب المركبة Masterbatch

   • صفات: يتم مشتت مسبقًا من مشتتات اللهب المتعددة في حامل البوليمر لإنشاء كريات عالية التركيز (Masterbatches).

   • المزايا: يتم تشتت مثبطات اللهب بشكل موحد داخل المادة الأساسية ، مما يحسن من استقرار واتساق تأثير محاكة اللهب. يجعل نموذج Masterbatch أيضًا التعامل والمعالجة أسهل ويقلل من تلوث الغبار.

   • عيوب: تكلفة الإنتاج المرتفعة نسبيًا ، والتي تتطلب اختيارًا دقيقًا لراتنج الناقل المناسب.

   • أمثلة: ماستر ماستر محاكة اللهب مصنوع عن طريق خلط مثبطات لهب الفوسفور النيتروجين مع حامل البولي بروبيلين.

3. مثبطات اللهب المركب المجهرية

   • صفات: يتم تغليف مثبطات اللهب داخل بوليمر أو غيرها من مواد جدار الكبسولات الدقيقة ، وتشكل بنية قشرة أساسية على مستوى الميكرون.

   • المزايا: يحل مشكلة ضعف التوافق بين مثبطات اللهب ومصفوفة البوليمر ، مما يقلل من الهجرة ونزيف المضافات. كما أنه يحمي مثبطات اللهب من الحرارة والرطوبة ، مما يحسن استقراره الحراري.

   • عيوب: عملية التحضير معقدة ومكلفة.

   • أمثلة: الفوسفور الأحمر المكتسب ، حيث يمنع القشرة الخارجية بشكل فعال الأكسدة والتحلل المائي للفوسفور الأحمر ، وحل مشكلات السلامة أثناء استخدامها.

خاتمة

مثبطات اللهب المركبة ( أنظمة مثبطات اللهب التآزرية ) أصبحت اتجاهًا حاسمًا في تطوير تكنولوجيا مثبطات اللهب بسبب آثارها التآزرية الفريدة. أنها تعمل على تحسين أداء مواد محاكة اللهب مع النظر في الود البيئي وقابلية المعالجة. مع استمرار نمو الطلب على المواد الصديقة للبيئة وعالية الأداء ، ستركز الأبحاث المستقبلية على تطوير أنظمة جديدة وفعالة خالية من الهالوجين ، منخفضة الدخان ، والزيادة المنخفضة. ستتضمن هذه الأنظمة التقنيات المتقدمة مثل تقنية النانو والكمال الدقيق لتحقيق اختراقات في التطبيقات ذات القيمة العالية.