في عائلة مثبطات اللهب، برز مثبط اللهب MCA بقوة في السنوات الأخيرة، حتى أنه أصبح نادرًا في وقت من الأوقات. فما هو مثبط اللهب MCA ؟ هل فهمت مبدأ عمل مثبطات اللهب؟ دعونا نتعرف عليه معًا!
ما هي مثبطات اللهب القائمة على النيتروجين؟
في الوقت الحاضر، تشتمل مثبطات اللهب القائمة على النيتروجين بشكل أساسي على ثلاث فئات: الميلامين، ثنائي سياندياميد، أملاح الغوانيدين (كربونات الغوانيدين، فوسفات الغوانيدين، فوسفات الغوانيدين المكثف، وكبريتات الغوانيدين) ومشتقاتها، وخاصة مشتقات الفوسفات.
- الميلامين
يُستخدم الميلامين غالبًا كمكوّن رغوي في صناعة الطلاءات المقاومة للحريق المنتفخة، حيث يتميز برغوة جيدة وتكوين كربون كثيف. بالإضافة إلى استخدامه كمثبط للهب وحده، فإن هذا النوع الشائع من مثبطات اللهب هو ملح مشتق يُنتج بالتفاعل مع الأحماض، ويُستخدم على نطاق واسع في بلاستيك البولي إيثيلين والبولي بروبيلين والكلوريد متعدد الفاينيل (PVC)، وغيرها من اللدائن الحرارية واللدائن الحرارية الصلبة. ويُستخدم الميلامين، عند دمجه مع الفوسفات السائل، على نطاق واسع في رغوة البولي يوريثان المقاومة للهب.
- Dicyandiamide
يُستخدم ثنائي سياندياميد بشكل رئيسي في تصنيع مثبطات اللهب من ملح الغوانيدينيوم، والتي يمكن أن تحل محل الميلامين أو تُمزج معه. وتشير براءات الاختراع الأوروبية إلى أن ثنائي سياندياميد، عند خلطه بنسب متساوية وإضافته بنسبة 5%، يُحقق للبولي أميد تأثيرًا مثبطًا للهب وفقًا لمعيار UL94 V-0، مع تأثير ضئيل على مقاومة المادة للتمزق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدام ثنائي سياندياميد في صناعة غراء مقاوم للحريق للخشب.
- أملاح الغوانيدين
إلى جانب استخدامها كوسيطات للأدوية والأصباغ، تُستخدم أملاح الغوانيدين غالبًا كمثبطات للهب في المواد القائمة على السليلوز، مثل الخشب والورق والكرتون. تتميز هذه المثبطات بخصائص طويلة الأمد، وهي أقل امتصاصًا للرطوبة بكثير من مثبطات اللهب غير العضوية، كما تتميز بخصائص زخرفية جيدة، ما يجعلها تُستخدم على نطاق واسع في صناعة الأخشاب الزخرفية عالية الجودة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن استخدامها أيضًا كمكون في عامل الرغوة في الطلاءات المقاومة للحريق القابلة للانتفاخ.
MCA مادة مثبطة للهب مضافة، مصنوعة من الميلامين وحمض السيانوريك عند درجة حرارة معينة، ومُصنّعة باستخدام الماء كوسيط. تتميز هذه المادة بأنها غير سامة، عديمة الرائحة والطعم، وتتميز بدرجة حرارة تحلل عالية (مستقرة جدًا عند 300 درجة مئوية، وتتحلل عند درجات حرارة أعلى من 600 درجة مئوية). لا يقتصر تأثيرها على مثبطات اللهب الجيدة فحسب، بل تتميز أيضًا بانخفاض انبعاث الدخان أثناء المعالجة، وتوافقها الجيد مع المواد البوليمرية، وعدم وجود ظاهرة هجرة سطحية. تُستخدم بشكل رئيسي في مثبطات اللهب للنايلون، وPBT، وPP، وراتنجات الإيبوكسي، والسيليكون العضوي، والبولي يوريثان، والمطاط، وغيرها من المواد البوليمرية. تتميز بتأثيرها المثبط للهب الجيد، ويمكن أن يكون لها تأثير تآزري جيد مع مثبطات اللهب الفوسفورية والبرومية والأنتيمونية، ويمكن استخدامها أيضًا مع إضافات أخرى للحصول على تأثير مثبط للهب جيد. من الناحية الاقتصادية، تُعد هذه المادة الأكثر فعالية لمواد النايلون. تشير التقارير الأدبية إلى أن إضافة 10% من كتلة MCA إلى النايلون 6 أو النايلون 66 أو مخاليطهما يمكن أن يحقق معيار UL94 V-0 لمقاومة اللهب.
آلية مثبطات اللهب
يُعتقد عمومًا أن مثبطات اللهب النيتروجينية تُطلق غازات غير قابلة للاشتعال، مثل الأمونيا والنيتروجين وأكاسيد النيتروجين العميقة وبخار الماء، عند تحللها بالحرارة. يمتص توليد هذه الغازات وتحلل مثبطات اللهب معظم الحرارة، مما يُخفض درجة حرارة سطح البوليمر بشكل كبير.
ولا تلعب هذه الغازات غير القابلة للاشتعال، مثل النيتروجين، دورًا في تخفيف الأكسجين في الهواء وتركيز الغازات القابلة للاشتعال الناتجة عن التحلل الحراري للبوليمرات فحسب، بل تتفاعل أيضًا مع الأكسجين في الهواء لإنتاج النيتروجين والماء والأكاسيد العميقة، وتستهلك الأكسجين على سطح المادة مع تحقيق تأثير مثبط للهب جيد.
مزايا مقاومة اللهب
- سمية منخفضة
تُظهر التجارب البيولوجية أن مؤشر سمية مثبطات اللهب الهالوجينية اللازمة لتحقيق نفس أداء مثبطات اللهب يبلغ خمسة أضعاف مؤشر سمية مثبطات اللهب النيتروجينية، وأن انبعاث الدخان من المواد البوليمرية المعالجة بمثبطات اللهب النيتروجينية منخفض، ولا يسبقه سوى حشوات مثبطات اللهب غير العضوية المعدنية. وبشكل خاص، تكون كثافة الدخان في بداية الحريق منخفضة، مما يتيح للناس فرصة الهروب ويُسهّل عملية إخماده في البداية.
- كفاءة عالية في مقاومة اللهب
من خلال الهاليدات وأكاسيد المعادن ومثبطات اللهب الفوسفاتية والهيدرات غير العضوية ومركبات الهيدروكسيل والبوريدات والسيليكات ومركبات الكربونات ومركبات النيتروجين التي تحتوي على زمن الاشتعال ومعدل الطرد الحراري للاختبار يظهر أن كفاءة مثبطات اللهب النيتروجينية هي الأعلى.
- أقل تآكلًا
- الغازات الناتجة عن المركبات المحتوية على النيتروجين أثناء الاحتراق شديدة التآكل، وليس لها تأثير تآكلي يُذكر على المنتجات الكهربائية. وقد أظهرت التجارب أن الموصلات الكهربائية أو المكونات الكهربائية المعالجة بمثبطات اللهب القائمة على النيتروجين يمكن استخدامها بعد الحريق.
- لا يوجد تعارض مع مثبتات الضوء في المواد
لا تحتوي مثبطات اللهب القائمة على النيتروجين على مجموعات يمكنها توليد الجذور الحرة بسهولة مثل الهاليدات، وبالتالي لا تستهلك مثبتات الضوء في بعض المواد.
- درجة حرارة التحلل الحراري العالية
لا داعي للقلق بشأن تحلل مثبطات اللهب أثناء معالجة المادة، مما قد يؤدي إلى فشلها. تحتفظ المادة بخصائصها الميكانيكية الجيدة ومقاومتها للهب حتى بعد البثق باستخدام آلة بثق متعددة التأثيرات.
- صديقة للبيئة
النفايات لا تسبب تلوث البيئة.
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.