مستربچ ضد شعله / آتش ( FR ) :
مستربچ ضدحریق یک ترکیب پلیمری است که برای افزایش ایمنی در برابر حریق در مواد و محصولات پلاستیکی استفاده میشود. این مستربچها همانند مستربچ سفید معمولاً به عنوان افزودنی به پلیمرها اضافه میشوند تا خواص ضدحریقی و مقاومت در برابر شعله را افزایش دهند.
مستربچهای ضدحریق به دلیل ویژگیهایی که دارند، در کاربردهای مختلفی مورد استفاده قرار میگیرند. آنها میتوانند در تولید محصولات پلاستیکی مانند لوازم خانگی، قطعات خودرو، لولهها، کابلها، مبلمان، الکترونیک و غیره استفاده شوند. هدف اصلی استفاده از مستربچهای ضدحریق، جلوگیری از انتشار شعله و کاهش خطرات حریق در محصولات پلاستیکی است.
مستربچ ضد شعله با مکانیسم های متنوع متناسب با ساختار شیمیایی می توانند منجر به خود خاموش شوندگی و کند سوزی پلیمرها شوند و تولید کنندگان با استفاده از مستربچ های ضد حریق می توانند خواص ضد شعله بودن محصولات خود را افزایش دهند. مستربچ افزودنی ضد شعله زاگرس پلیمر به هیچ عنوان بر روی محصول نهایی تاثیر منفی ندارد و برای محصولاتی مناسب است که نیاز به مقاومت لازم در برابر یو وی و اشتعال دارند.
مستربچ با به روزترین تکنولوژی تولید می شوند و بر اساس فرمولاسیون هالوژنه و هالوژن فری تولید می شوند. برای ارزیابی ضد شعله بودن آزمون ها و استاندارد های زیادی انجام شده است که هر کدام ویژگی های خاصی را ارزیابی می کنند. استاندارد Needdle test آزمایش سوزنی را انجام می دهد. استاندارد UL94 نتایج مختلفی v0- v1- v2 را در پی دارد و در بخش های مختلفی تقسیم بندی شده است. استاندارد Glow wire میزان پایداری حرارتی سیم های پلاستیکی یا پلیمری را در برابر سیم حامل جریان دمای بالا را تست می کند. مستربچ های تاخیر انداز شعله در شرایط کاملاً کنترل شده بر پایه ترکیبات ضد شعله تولید می شوند. مستربچ های ضد شعله بر پایه های پلی پروپیلن، پلی اتیلن، پلی آمید تولید می شوند.
تولید مستربچهای ضدحریق به وسیله افزودن ترکیبات ضدحریق به پلیمرها انجام میشود. این ترکیبات میتوانند شامل مواد شیمیایی مختلفی مانند هیدروکربنهای برهمکننده شعله، فسفور، بروم، نیتروژن و فلور باشند. ترکیبات ضدحریق متناسب با خواص و نیازهای محصول نهایی، انتخاب میشوند و به پلیمرها اضافه می گردند.
استفاده از مستربچهای ضدحریق در محصولات پلاستیکی دارای مزایا و محدودیتهای خاصی است. برخی از مزایا شامل کاهش خطرات حریق، کنترل گسترش شعله، کاهش گرمای انتقالی، افزایش مقاومت در برابر حرارت و افزایش استحکام ساختاری محصولات میباشد. با این حال، گاهی ممکن است مستربچهای ضدحریق باعث تغییراتی در خواص مکانیکی و ظاهری محصول نهایی شوند و هزینه تولید را افزایش دهند.
زمانیکه مواد پلیمری وقتی در معرض آتش قرار بگیرند و می سوزند از مستربچ ضد شعله استفاده می شود. شاخه دار شدن زنجیره ها یکی از مهمترین مسئله ها در قابلیت اشتعال پذیری است، زیرا رادیکال های فعال به سرعت افزایش می یابند و به همین دلیل شدت سوختن افزایش می یابد و در این شرایط با استفاده از عملیات Flame cooling مانع از شدت گرفتن سرعت می شوند.
حداقل نمایی اکسیژن یکی از روش های اندازه گیری میزان اشتعال است که درصدی از اکسیژن در جو می باشد که باعث می شود سوختن در شرایط استاندارد انجام بگیرد. در واقع هرچه میزان حداقل نمایی اکسیژن یا LOI افزایش یابد بر سطح مقاومت پلیمر در برابر اشعه افزوده می شود و پلیمر خود خاموش کننده تر می شود.
آمیز های فسفر دار مانند فسفر قرمز، فسفریک اسید تستر آمونیوم پلی فسفات، آمیزه های هالوژنه مانند دی برومو فنیل اکساید، تترا برومو بیس فنل A، پلیمر کلردار شده، آمیزه فلزی مانند آلومینیوم هیدروکسید، زینک بورات، منیزیم هیدروکسید افزودنی های فرونشاندن دود و تاخیر انداز شعله می باشند.
در کل استفاده از مستربچهای ضدحریق در صنعت پلاستیک و سایر صنایع مرتبط به عنوان یک راهکار مؤثر برای افزایش ایمنی در برابر حریق و کاهش خطرات آتش سوزی مورد توجه قرار گرفته است. با انتخاب و استفاده صحیح از مستربچهای ضدحریق، میتوان عملکرد حفاظت در برابر حریق محصولات پلاستیکی را به طرز قابل توجهی بهبود بخشید.
انواع مستربچ ضد شعله :
- یکی از گروههای مستربچ ضدحریق، مستربچ ضدحریق هالوژن دار میباشد. این مستربچها با استفاده از ترکیبات کلرو یا بروم تهیه میشوند. حضور ترکیبات هالوژنی در این مستربچها باعث ایجاد خواص ضداشتعال در محصولات میشود. با این حال، در هنگام سوختن محصولات، این مستربچها دود و گازهای مضر تولید میکنند و ممکن است خواص مکانیکی پلیمرها را کاهش دهند. از فرمولاسیون هایی که در آن ها آمیزه هالوژنه وجود دارد در هنگام سوختن دود ناخواسته تولید می کنند .
- دسته دوم مستربچهای ضدحریق، مستربچهای غیرهالوژنه یا فری است. در فرمولاسیون این مستربچها از موادی استفاده میشود که به عنوان یک لایه جداسازی عمل میکنند و از پیشرفت آتش و شعله جلوگیری میکنند. این نوع مستربچها دودی را تولید نمیکنند و به عنوان پلیمرهای دوستدار محیط زیست شناخته میشوند. زینک بورات دوست دار محیط زیست می باشد که به عنوان فرونشاننده دود و تاخیر انداز شعله کاربرد دارد. هیدروکسید های متالیک با آلومینیوم تری هیدرات، منیزیم هیدروکسید هم از پرکاربردترین مستربچ های ضد شعله هستند که شهرت زیادی دارند.
کاربردهای اصلی مستربچ های ضد حریق عبارتند از:
- ساخت و ساز: مستربچهای ضدحریق در صنعت ساخت و ساز به منظور ایجاد ایمنی بیشتر در ساختمانها، تاسیسات و سیستمهای الکتریکی استفاده میشوند. آنها میتوانند جلوی گسترش حریق را گرفته و زمان کافی برای خروج افراد را فراهم کنند.
- صنعت خودروسازی: مستربچهای ضدحریق در قطعات داخلی خودروها مانند فرمان، صندلی، پنجرهها و سیستمهای الکتریکی مورد استفاده قرار میگیرند. این مستربچها به کنترل شعلهسوزی در صورت وقوع حادثه و جلوگیری از گسترش حریق در داخل خودرو کمک میکنند.
- الکترونیک و الکتریکال: مستربچهای ضدحریق در صنعت الکترونیک و الکتریکال به عنوان قطعات جانبی استفاده میشوند. آنها به منظور جلوگیری از شعلهسوزی و گسترش حریق در دستگاههای الکترونیکی و الکتریکال کاربرد دارند.
- صنعت هوا و فضا: در صنعت هوا و فضا، مستربچهای ضدحریق در ساخت قطعات داخلی و پوششهای محافظ در وسایل نقلیه هوایی و فضایی مورد استفاده قرار میگیرند. آنها به منظور کاهش خطر حریق و حفظ سلامت افراد و تجهیزات در شرایط بحرانی استفاده میشوند.
- صنعت البسه و مواد بازیافتی: مستربچهای ضدحریق در صنعت البسه و مواد بازیافتی جهت افزایش ایمنی و کاهش خطرات حریق در فرآیندهای تولید و استفاده مورد استفاده قرار میگیرند.
- صنعت الکترونیک صنعتی: در صنایعی مانند تولید مدارهای الکترونیکی، تجهیزات صنعتی و سیستمهای کنترلی، مستربچهای ضدحریق استفاده میشوند تا در صورت حرارت یا ایجاد شرایط خطرناک، ایمنی و عملکرد صحیح تجهیزات را تضمین کنند.
استانداردهای مستربچ ضد شعله :
استانداردهای مستربچهای ضدحریق شامل مجموعهای از آزمونها و معیارها است که برای ارزیابی عملکرد و خصوصیات اشتعال پذیری آنها استفاده میشود. برخی از استانداردهای مهم را نام می بریم:
- استاندارد اشتعال پذیری: استاندارد EN ۱۳۵۰۱-۱ برای ارزیابی رفتار سوختن مستربچها استفاده میشود. این استاندارد، میزان مقاومت مستربچ در برابر آتش سوزی و نحوه گسترش حریق را مشخص میکند.
- استاندارد UL94 که خود به بخش های مختلف V0-V1-V2 محصولات را تقسیم بندی می کند.
- استاندارد اکسیژن حبس شده: استاندارد ASTM D۲۸۶۳ برای اندازهگیری شاخص اکسیژن حبس شده (LOI) در مستربچها استفاده میشود. LOI نشان میدهد که مقدار حداقلی اکسیژن لازم برای حفظ شعله وری مواد پلاستیکی در مستربچ چقدر است.
- استاندارد سیم ملتهب (Glow Wire): استاندارد IEC ۶۰۶۹۵-۲-۱۱ برای اندازهگیری دمای لازم برای ایجاد شعله در مستربچها استفاده میشود و مقاومت محصولات پلاستیکی در برابر سیم ملتهب را در دماهای مختلف ارز یابی می نماید.. در این آزمون، سیمی با دمای مشخص به مستربچ نزدیک میشود و دمایی که باعث ایجاد شعله وری میشود، ثبت میشود.
- استاندارد دود: استاندارد ISO ۵۶۵۹-۲ برای اندازهگیری تولید دود در نتیجه سوختن مستربچها استفاده میشود. این استاندارد میزان دود تولید شده را در شرایط آزمایشی مشخص میکند.
- استاندارد مقاومت مکانیکی: استاندارد ASTM D۶۳۸ برای اندازهگیری مقاومت مکانیکی مستربچها استفاده میشود. این استاندارد، خصوصیات مانند استحکام کششی، استحکام خمشی و مقاومت به ضربه را ارزیابی میکند.
- استاندارد needle test که تحت عنوان تست سوزنی شناخته شده است.