مثبطات اللهب في البلاستيك: الماضي والحاضر

مثبطات اللهب في البلاستيك: الماضي والحاضر

مثبطات اللهب هي فئة من المواد الكيميائية المصممة خصيصًا لتوفير الحماية السلبية للبوليمرات في مواقف محددة لمخاطر الحرائق. يمكن أن تختلف الحماية من الحرائق التي توفرها مثبطات اللهب من تأخر اللهب ، مما يبطئ نمو انتشار اللهب/إطلاق الحرارة إلى تقليل الدخان والغازات السامة. عند اختيارها واستخدامها بشكل صحيح ، يمكن استخدام مثبطات اللهب لتنفيذ مجموعة متنوعة من تدابير السلامة. من المهم أن تتذكر أنه يجب تخصيص كل حل مثبط للهب للاختبار المحدد واختبار محدد. وبعبارة أخرى ، فإن مثبطات اللهب هي مواد كيميائية تستخدم في البلاستيك الحراري والحرارة والمنسوجات والطلاء لمنع أو مقاومة انتشار النار.

مثبطات اللهب هي نوع من مضافة البوليمر التي تتم إضافتها إلى البلاستيك أثناء عملية التصنيع لجلب فوائد محددة للبلاستيك الذي لا يمكن للبوليمر الأساسي أن يوفره من تلقاء نفسه (على سبيل المثال ، خصائص ميكانيكية أو حرارية أو كهربائية أفضل أو حماية للأكسجين أو الأشعة فوق البنفسجية). من النقطة المهمة التي يجب فهمها أنه لا يوجد مثبطات لهب عالمية واحدة ، لأن المواد التي تعمل بشكل جيد مع البوليمر في اختبار معين قد لا تعمل مع نفس البوليمر في اختبار آخر ، أو مع بوليمر مختلف في نفس الاختبار. يجب أن يكون لكل تطبيق مثبط له اللهب اختبار محدد لبوليمر معين. يتطلب تطوير تطبيقات مثبطات اللهب الجديدة البحث المناسب والمراقبة الدقيقة لكيمياء البوليمر ، وسلوك التحلل الحراري للبوليمر ، وآليات مثبطات اللهب.

بلغ حجم سوق صناعة مثبطات اللهب العالمي 7.2 مليار دولار أمريكي في عام 2022 ، حيث ينمو بمعدل سنوي مركب يبلغ حوالي 5.1 ٪ ، ومن المتوقع أن يصل إلى 9.7 مليار دولار بحلول عام 2028. وتشمل التطبيقات المهمة الفضاء ، والسيارات ، والمنتجات الإلكترونية والكهربائية ، والمنسوجات ، والمنسوجات الجماعية ، والسفن ، والسفن ، والبناء والبناء ، والبناء والكلام.

إن مثبطات اللهب الأكثر شيوعًا هي مثبطات اللهب المبردة ، والتي تستخدم على نطاق واسع بسبب فعاليتها الكبيرة في مجموعة واسعة من البوليمرات والتطبيقات ، وكذلك تكلفتها المنخفضة. كانت هذه المواد معروفة في وقت مبكر من ثلاثينيات القرن الماضي وقد أثبتت أنها فعالة. ومع ذلك ، فإن استخدام بعض مثبطات اللهب أثار المخاوف البيئية والصحية ويجب إيقافها. على سبيل المثال ، تم حظر ثنائي الفينيل متعدد الكلور (PCBs) في عام 1977 بعد أن وجد أنها سامة. حظر الاتحاد الأوروبي العديد من PBDEs في عام 2008 ، بعد 10 سنوات من العثور على PBDES لتراكم في حليب الأم في السويد.

بقدر ما يتعلق الأمر بالمسائل البيئية ، استحوذ حدثان بيئيان رئيسيان على انتباه الجمهور وأدى إلى رفض عام للمواد الكيميائية في العالم الغربي. وتشمل هذه الضباب الدخاني العظيم في لندن (المملكة المتحدة ، 1952) ونهر كوياهوغا (بالقرب من كليفلاند ، أوهايو ، الولايات المتحدة الأمريكية ، 1969) ، حيث أدى التعامل غير الصحيح للمواد الكيميائية إلى النهر 'اصطياد النار ' والتسبب في عدد كبير من الوفيات. شهد عام 2006 آخر منتج رئيسي للبنتابدي وأوكبدي (شركة Great Lakes Chemical Company ، التي أصبحت الآن جزءًا من Chemtura) تسحب طوعًا من هذه المواد الكيميائية من السوق. في عام 2006 ، سحب آخر منتج رئيسي لـ Pentabde و Octabde (Great Lakes Chemical Corporation ، التي أصبحت الآن جزءًا من Chemtura) طوعًا على كل من المواد الكيميائية ، وأن وكالة حماية البيئة الأمريكية (E PA) تنظمها بإحكام لضمان عدم وجود استخدامات جديدة مهمة لهم.

بالإضافة إلى ذلك ، في مايو 2012 ، نشرت شيكاغو تريبيون مقالة مفيدة تدعو إلى حظر على استخدام فئة مثبطات اللهب بأكملها. في المقال ، ذكرت شيكاغو تريبيون أن المواد الكيميائية السامة المستخدمة في المنتجات البلاستيكية قد تم ربطها بمشاكل صحية خطيرة ، بما في ذلك السرطان ، والقضايا التنموية ، وأوجه القصور العصبية ، وضعف الخصوبة.

بالنظر إلى عيوب مثبطات اللهب المذكورة أعلاه ، فإن مثبطات اللهب التي تم استخدامها لعقود من الزمن ، مثل إيثرات ثنائي الفينيل المبردة (BDEs) و hexabromocyclodecane (HBCD) ، لن يُسمح باستخدامها بعد نهاية عام 2013 أو 2014.

في ضوء كل هذه المخاوف ، يدرس مصنعو مثبطات اللهب إدخال عدد من مثبطات اللهب المختلفة التي لا تضر بالبيئة ولا تسبب مشاكل صحية.

ما الجديد مع مثبطات اللهب؟

مع حظر مثبطات اللهب المبردة ، قدمت العديد من الشركات بدائل جديدة. في كثير من الحالات ، يكون البديل هو بوليمر بروم بلمرة أو مثبط لهب غير مجهول. وذلك لأن المواد البوليمرية تميل إلى أن يكون لها تأثير بيئي أقل بكثير (التراكم الحيوي المنخفض والسمية) من مواد الجزيء الصغيرة. من المرجح أن يستمر استخدام مثبطات اللهب البوليمري مع استمرار الشركات المصنعة للمثبطين في تعزيز هذه التكنولوجيا. في الواقع ، من وجهة نظر الإنتاج ، تقدم مثبطات اللهب البلمرة عددًا من المزايا على مثبطات اللهب التي تحل محلها. على وجه التحديد ، قد يكون من الأسهل إذابة مركب إلى بلاستيك وتوفير توازن أفضل من الخصائص في المنتج البلاستيكي النهائي ، والذي سيكون مزيج البوليمر/البوليمر بدلاً من بوليمر مع مواد مواد/مضافة.

مثبطات جديدة للاشلام تجارية غير مجنونة

الدرجة الأولى من مثبطات اللهب الجديدة غير المدمجة هي مركبات الفوسفونات البوليمرية/الأيزومرية. يمكن ذوبان كل هذه المضافات والقليجومرات ، تتفاقم مع البوليمرات الأخرى أو تستخدم مباشرة كمواد مثبطات لهب بطبيعتها. تم استخدامها في مجموعة واسعة من التطبيقات مثل الألياف والإلكترونيات والنقل (الفضاء والقطارات) وبناء وبناء. يبدو أن البوليمرات الأكثر فاعلية هي تلك التي تحتوي على الأكسجين في العمود الفقري للبوليمر ، بما في ذلك البولي كربونات ، بوليستر [غير مشبع ، البولي إيثيلين تيريفثاليت ، البوليبوتيلين تيريفثاليت] ، البولي يوريثان الحرارية والراتنجات الإيبوكسي.

الطلاء الواقي - طرق مثبطات اللهب الجديدة

هناك طريقة أخرى لتحقيق حماية مثبطات اللهب في المواد المرنة الحرارية وهي استخدام الطلاء الواقي. هناك طريقتان رئيسيتان مرتبتان بالبلاستيك الحراري. الأول هو استخدام الطلاءات العاكسة بالأشعة تحت الحمراء على اللدائن الحرارية بحيث لا تسخن المادة أبدًا بما يكفي لتحلل حراريًا وإشعالها.

الطريقة الأخرى للطلاء الواقي هي استخدام الطلاء طبقة تلو الأخرى (LBL). تم استخدام هذه الطريقة بنجاح على المنسوجات والرغاوي.

مثبطات اللهب للتصنيع المضافة البلاستيكية

في العام الماضي ، فتحت تقنية جديدة تمامًا أسواقًا جديدة وتطبيقات جديدة ، وإمكانية جلب تصنيع المنتجات البلاستيكية إلى المزيد من الشركات. التكنولوجيا التي تسببت في هذا الانفجار هي التصنيع المضافة أو الطباعة ثلاثية الأبعاد. تتمتع تقنية التصنيع الإضافية بإمكانية جلب الأجزاء والتصميمات والأشكال المخصصة من البلاستيك في متناول اليد ، من نواح كثيرة تشبه إلى حد كبير الطريقة التي جعلت بها مطبعة النص نصًا أكثر في كل مكان.

والسؤال هو كيف جاء مثبطات اللهب؟

يمكن العثور على الإجابة في تطبيق الأجزاء المطبوعة. وبشكل أكثر تحديدًا ، إنها مسألة فحص استخدامات الأجزاء المطبوعة وأي مخاطر حريق مرتبطة بتلك الاستخدامات.

إذا كنت فقط طباعة لعبة أو شكل أنيق سيتم استخدامه كنموذج ، فإن أي بلاستيك متوافق مع عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد مقبولة. ومع ذلك ، إذا كنت تقوم بعمل حاوية مخصصة أو أجزاء مخصصة لتطبيق إلكتروني ، فقد يكون هناك خطر حريق مرتبط. إذا كان هناك احتمال للدورة القصيرة بالقرب من الجزء البلاستيكي ، فقد تكون هناك حاجة إلى تثبيت اللهب ، وقد لا تتمكن اللدائن الحرارية الشائعة المستخدمة للطباعة ثلاثية الأبعاد (عادةً الوركين أو ABS) من تلبية هذه الحاجة.

بالإضافة إلى كل هذه التطورات في مجال مثبطات اللهب ، كانت هناك العديد من المؤتمرات التي عقدت دوليًا حيث اجتمع الخبراء في هذا المجال لمناقشة كيفية جعل مثبطات اللهب التي لا تشكل تهديدًا للبيئة والصحة البيولوجية. نتفق جميعًا على أن مثبطات اللهب ضرورية لأنها تمنع الحرائق ، ولكن يجب على مصنعي مثبطات اللهب محاولة التوصل إلى تركيبات لا تعرض صحة جميع الكائنات الحية مع ضمان السلامة البيئية.

ما سبق هو إدخال المحتوى الماضي والحاضر لمثبط اللهب ، إذا كنت ترغب في الاستمرار في مناقشتها ، مرحبًا بك في الاتصال بنا!