مثبطات اللهب القائمة على النيتروجين
تتناول هذه المقالة مثبطات اللهب النيتروجينية، وتحديدًا الميلامين ومشتقاته، والتي يمكن استخدام بعضها منفردة أو تُعدّ مكونات رئيسية لمثبطات اللهب المتمددة. تتميز هذه المثبطات بخلوها من الهالوجينات، وانخفاض دخانها، وثباتها الحراري والضوئي، وكفاءتها العالية في تثبيط اللهب، وتكلفتها المنخفضة. لكن تكمن المشكلة في صعوبة معالجة أنواع البلاستيك التي تُستخدم فيها لتثبيط اللهب، وضعف تشتتها في المادة الأساسية. لذا، تُعدّ متطلبات حجم الجسيمات وتوزيعها أكثر صرامة، وقد يتطلب الأمر أحيانًا استخدام عوامل مُحسِّنة. إلى جانب الميلامين، توجد أيضًا سيانورات الميلامين (MCA) ، والفوسفات، والبورات، وأملاح الغوانيدين، وأملاح ثنائي سياناميد، وغيرها. تُستخدم هذه المثبطات في البولي أميد (PA)، والبولي يوريثان (PU)، والبولي أوليفين (PO). ويمكن استخدامها في البولي أميد، والبولي يوريثان، والبولي أوليفين، والبولي إيثيلين تيريفثالات (PET)، والبوليسترين (PS)، والبولي فينيل كلوريد (PVC)، وراتنجات الإيبوكسي، كما أنها مناسبة للمنسوجات، والدهانات، والخشب، والورق.
من أهم استخدامات المركبات المحتوية على النيتروجين كمثبطات للهب دمجها مع مثبطات اللهب المحتوية على الفوسفور للحصول على تأثير تآزري بين الفوسفور والنيتروجين. يُظهر خليط المركبات المحتوية على النيتروجين مع المركبات المحتوية على الفوسفور تأثيرًا مثبطًا للهب على السليلوز أعلى من مجموع التأثيرات المثبطة للهب لكل مركب على حدة. يُعزز النيتروجين فسفرة السليلوز بواسطة حمض الفوسفوريك، مما يُسهم في التأثير المثبط للهب. لذلك، فإن المكونات النشطة للعديد من مثبطات اللهب المنتفخة هي الفوسفور والنيتروجين.
الميلامين
الميلامين (MA) غير قابل للاشتعال، ويتصاعد بسهولة عند تسخينه، ويتحلل عند تسخينه بشدة. ومن أسباب كونه مثبطًا ممتازًا للهب:
- تحدث تفاعلات التحلل عند درجة حرارة تتراوح بين 250 إلى 450 درجة مئوية، حيث تمتص كميات كبيرة من الحرارة وتطلق الأمونيا لتكوين مجموعة متنوعة من المكثفات؛
- القدرة على التأثير على سلوك ذوبان المادة وتسريع تحولها إلى فحم الكوك.
الميلامين مادة غير مكلفة، غير تآكلية، غير مهيجة للجلد والعينين، وليست مُسببة للطفرات. عيبها هو أنها تُنتج سيانيدًا سامًا عند تحللها في درجات حرارة عالية.
الميلامين مادة مثبطة للهب تُستخدم على نطاق واسع، خاصةً كمكون في مثبطات اللهب المنتفخة، وفي راتنجات البولي يوريثان والتريازين المثبطة للهب. يُستخدم الميلامين، عند استخدامه مع إسترات الفوسفات السائلة، على نطاق واسع لتثبيط اللهب في رغاوي البولي يوريثان.
سيانورات الميلامين
يُنتَج سيانورات الميلامين بتفاعل الميلامين مع حمض السيانوريك، المعروف اختصارًا باسم MCA. وهو مادة تشحيم ومثبط للهب، وهو مسحوق بلوري أبيض، عديم الرائحة والطعم. يتميز بثباته العالي عند درجة حرارة أقل من 300 درجة مئوية، ويبدأ بالتسامي عند حوالي 350 درجة مئوية، ولكنه لا يتحلل، حيث تتراوح درجة حرارة تحلله بين 440 و450 درجة مئوية. يحتوي سيانورات الميلامين على نسبة عالية من النيتروجين، مما يسهل امتصاص الرطوبة، ويؤدي إلى جفافه في درجات حرارة عالية وتحويله إلى فحم، واحتراق غاز النيتروجين، وتخفيف تركيز الأكسجين وتحلل البوليمر الناتج عن الغاز. علاوة على ذلك، فإن توليد الغاز والحمل الحراري يمتصان جزءًا من الحرارة، مما يوفر وظيفة مثبطة للهب.
يُستخدم MCA على نطاق واسع في المطاط، والنايلون، والراتنجات الفينولية، وراتنجات الإيبوكسي، ومستحلبات الأكريليك، وغيرها من راتنجات الأوليفين. كما يُستخدم كمثبط للهب في راتنجات الإيبوكسي. يرتفع مؤشر الأكسجين من 24% إلى 28%، ثم إلى 46%، ثم إلى 48%، وهو مناسب بشكل خاص للمكونات والقطع الكهربائية المقاومة للهب. يُضاف إلى مستحلبات أسيتات الفينيل، ومستحلبات الأكريلات، ومستحلبات المطاط، لإنتاج طلاءات مقاومة للهب تتميز بالتصاق ممتاز ونعومة فائقة، دون أي تلوث لوني.
مادة MCA هي مادة مثبطة للهب من نوع التريازين ذات خصائص ممتازة، واستخدامها أو مزجها مع مواد أخرى مثبطة للهب أكثر فعالية بكثير من استخدام الميلامين وحده.
فوسفونات الميلامين
يمكن تحضير فوسفونات الميلامين من الميلامين وحمض مونوفينيل فوسفونيك. عيبها هو صعوبة تحضيرها، ولمنع رغوة البولي أوليفينات عند مزجها، تُجرى عملية إزالة الغازات. كما يمكن أن يُسبب هذا المُثبط للهب تلوثًا بالألوان. ويُستخدم على نطاق واسع كمُثبط للهب في البولي أوليفينات والبوليسترين.
بيروفوسفات الميلامين
يمكن إنتاج بيروفوسفات الميلامين عن طريق معالجة الميلامين بحمض الفوسفوريك ثم تسخينه إلى درجة حرارة تتراوح بين 250 و270 درجة مئوية. تتوفر العديد من مثبطات اللهب للألياف والمنسوجات وبعض المواد البلاستيكية، إلا أن تأثيرها المثبط للهب على بلاستيك البولي يوريثان ليس مُرضيًا، بينما يمكن استخدام بيروفوسفات الميلامين بفعالية لتثبيط اللهب في بلاستيك البولي يوريثان. كما يمكن للبولي بروبيلين المثبط للهب، من خلال تفاعله مع البنتا إريثريتول أو مع البنتا إريثريتول وحمض الفوسفوريك، تكوين مادة كوك متفحمة غير قابلة للاشتعال ولا تتسرب.
للحصول على مزيد من المعلومات أو عينات مجانية أو عروض أسعار، يرجى الاتصال بنا عبر البريد الإلكتروني: [email protected] ، أو الاتصال بنا صوتيًا على الرقم: +86-28-8411-1861.
بعض الصور والنصوص مُستنسخة من الإنترنت، وحقوق الطبع والنشر محفوظة للمؤلف الأصلي. في حال وجود أي انتهاك، يُرجى التواصل معنا لحذفها.