يُعد احتراق البوليمرات تفاعل أكسدة حرارية شديد التعقيد، يتميز بانبعاث الدخان أو اللهب المتوهج. مثبطات اللهب هي فئة من الإضافات التي تمنع اشتعال البلاستيك أو تثبط انتشار اللهب. يتمثل تأثير مثبطات اللهب في منع أو تثبيط معدل التغير الفيزيائي أو الكيميائي في عملية احتراق المواد البوليمرية. ويتجلى تأثير مثبطات اللهب بشكل أساسي في الجوانب التالية.
مثبطات اللهب في عملية احتراق البوليمر لتأثير مثبطات اللهب:
مثبطات اللهب - تأثير امتصاص الحرارة
دور تأثير امتصاص الحرارة هو جعل درجة حرارة مادة البوليمر ترتفع بصعوبة.
على سبيل المثال، يحتوي البوراكس على 10 جزيئات من الماء المتبلور، حيث يؤدي إطلاق الماء المتبلور إلى التقاط 141.8 كيلوجول/مول من الحرارة، وبالتالي يتم تثبيط امتصاص الحرارة بحيث يتم تثبيط ارتفاع درجة حرارة المادة، مما يؤدي إلى تأثير مثبط للهب.
مثبطات اللهب - تأثير التغطية
يتمثل التأثير في إنتاج طبقة تغطية مستقرة عند درجات حرارة أعلى، أو في التحلل لإنتاج مادة تشبه الرغوة تُغطي سطح المادة البوليمرية. هذا يُصعّب دخول الحرارة الناتجة عن الاحتراق إلى داخل المادة، وخروج الغازات القابلة للاحتراق الناتجة عن التحلل الحراري للمادة البوليمرية. يعمل هذا كحاجز هوائي للمادة، مما يمنع تشققها ويحقق تأثيرًا مثبطًا للهب.
مثبطات اللهب مثبطات اللهب - تأثير التخفيف
يمكن لهذه المواد أن تنتج كمية كبيرة من الغاز غير القابل للاشتعال عند تحللها بالحرارة، بحيث يتم تخفيف الغاز القابل للاشتعال الذي تنتجه مادة البوليمر والأكسجين في الهواء ولا يصل إلى نطاق التركيز القابل للاشتعال.
مثبطات اللهب مثبطات اللهب - تأثير النقل
ويتمثل التأثير في تغيير طريقة التحلل الحراري لمادة البوليمر، وبالتالي تثبيط إنتاج الغازات القابلة للاشتعال.
مثبطات اللهب مثبطات اللهب - تأثير تثبيطي
يؤدي حبس المواد الوسيطة النشطة في تفاعلات الاحتراق، مثل HO- و H-، إلى تثبيط تفاعلات الجذور الحرة المتسلسلة ويقلل من معدل الاحتراق حتى انطفاء اللهب.
مثبطات اللهب مثبطات اللهب - تأثير معزز
بعض المواد لا تمتلك تأثير مثبط للهب إذا تم استخدامها بمفردها أو يكون لها تأثير مثبط للهب قليل، ولكن يمكن استخدام مجموعة متنوعة من المواد لتعزيز تأثير مثبط اللهب، مثل ثلاثي أكسيد الأنتيمون ومركبات الهالوجين المستخدمة معًا.
آلية مقاومة اللهب في عملية احتراق البوليمر:
آلية مقاومة اللهب - آلية مقاومة اللهب في الطور الغازي
تشير أنظمة مقاومة اللهب في الطور البخاري إلى تأثير مقاومة اللهب المتمثل في مقاطعة أو إبطاء تفاعلات الاحتراق المتسلسلة في الطور الغازي. تتكون مقاومة اللهب في الطور البخاري بشكل رئيسي من:
- يتم إنتاج مثبطات الجذور الحرة عندما يتم تسخين أو حرق المادة المثبطة للهب، وبالتالي مقاطعة سلسلة تفاعل الاحتراق.
- إنتاج جزيئات دقيقة عند تسخين أو حرق مادة مثبطة للهب، مما يعزز ارتباط الجذور الحرة لإنهاء تفاعل الاحتراق المتسلسل.
- إطلاق كميات كبيرة من الغاز الخامل أو البخار عالي الكثافة عند تسخين أو حرق مادة مثبطة للهب.
آليات مقاومة اللهب - آليات مقاومة اللهب في الطور المكثف
تشير مقاومة اللهب في الطور المكثف إلى تأثير مقاومة اللهب الناتج عن تأخير أو إيقاف التحلل الحراري للمواد المقاومة للهب في الطور المكثف. تتكون مقاومة اللهب في الطور المكثف بشكل رئيسي من:
- مثبطات اللهب التي تؤخر أو تقاطع التحلل الحراري للغازات القابلة للاشتعال والجذور التي يمكن إنتاجها أثناء عملية الاندماج
- الحشوات غير العضوية ذات السعة الحرارية النوعية الكبيرة في المواد المقاومة للهب، والتي تجعل المادة أقل احتمالا للوصول إلى درجة حرارة التحلل الحراري من خلال تخزين الحرارة والتوصيل الحراري.
- يمتص التحلل الحراري للمادة المثبطة للهب الحرارة، بحيث يتباطأ ارتفاع درجة حرارة مادة المادة المثبطة للهب أو يتوقف.
- عندما تحترق المادة المقاومة للهب، فإنها تولد طبقة كربون مسامية على سطحها، يصعب حرقها، وتعزل الحرارة والأكسجين، وتمنع الغاز القابل للاشتعال من دخول الطور الغازي.
آلية مقاومة اللهب - انقطاع آلية مقاومة اللهب للتبادل الحراري
تعني آلية تبادل الحرارة المتقطعة المقاومة للهب أن جزءًا من الحرارة الناتجة عن احتراق مادة مثبطة للهب يتم إزالته، بحيث لا تتمكن المادة من الحفاظ على درجة حرارة التحلل الحراري وبالتالي لا يمكنها الحفاظ على إنتاج الغازات القابلة للاحتراق، وبالتالي فإن الاحتراق ينطفئ ذاتيًا.
للحصول على مزيد من المعلومات حول SINOYQX Melamine Cyanurate (MCA)، 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.