مواد بناء مقاومة للحريق من النوع الجديد

مواد بناء مقاومة للحريق من النوع الجديد

مع تطور المجتمع الحديث، تزدهر صناعة البناء والتشييد، وتحظى السلامة من الحرائق في المباني بمزيد من الاهتمام. يمكن أن تسبب الحرائق خسائر اقتصادية وتعريض الأرواح للخطر. وبالتالي، تناقش هذه الورقة مواد البناء المقاومة للحريق من النوع الجديد بالتفصيل.

I. متطلبات مواد البوليمر

1. مقاومة الحريق

يجب أن تستوفي تصنيفات الاحتراق القياسية الوطنية (على سبيل المثال، الفئة A غير القابلة للاحتراق، والفئة B1 المقاومة للحريق)، وتمنع الانتشار السريع للحرائق، وتنتج دخانًا وغازات سامة أقل عند الاحتراق لتقليل خطر التسمم.

2. الاستقرار الحراري والعزل الحراري

الحفاظ على الاستقرار الهيكلي في درجات الحرارة المرتفعة وإبطاء توصيل الحرارة. على سبيل المثال، يحتوي راتينج الرغوة الفينولية على إنتاجية عالية من الفحم للعزل الحراري الفعال.

3. الخواص الميكانيكية

تتمتع بالصلابة (على سبيل المثال، مقاومة الضغط والشقوق) وخصائص خفيفة الوزن لتجنب مشكلات البناء والاستخدام الناجمة عن الهشاشة.

4. الصداقة البيئية

لا يوجد إطلاق للفورمالدهيد (على سبيل المثال، معيار ENF البيئي)، سمية دخان منخفضة.

5. القدرة على التكيف البناء

سهلة المعالجة وذات التصاق قوي بالركائز. على سبيل المثال، تحتاج الطلاءات المقاومة للحريق إلى التصاق قوي ووظائف شفاء ذاتي.

ثانيا. مواد البوليمر المختارة ومتطلبات التعديل

حمض البوليلاكتيك (PLA)، وهو بوليمر حيوي واعد، يتميز بأنه صديق للبيئة وخصائص ميكانيكية ومعالجة جيدة. ومع ذلك، فإن مؤشر الأكسجين المحدد المنخفض (LOI) بنسبة 20% يجعله شديد الاشتعال مع التقطير الشديد ₂وإطلاق الغازات السامة (مثل ثاني أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون)، مما يحد من تطبيقاته في البناء والإلكترونيات. وبالتالي، فإن تعزيز مقاومتها للحريق من خلال التعديل أمر ضروري لتلبية متطلبات السلامة.

لإنشاء مركبات مقاومة للحريق، يتم دمج PLA مع مثبطات اللهب غير العضوية. ويجب النظر في تحسين مقاومة الحريق مع الحفاظ على الخصائص الميكانيكية والمقاومة للماء. استنادًا إلى العمل السابق، تقدم هذه الورقة طريقة تستخدم هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم كمثبطات لهب غير عضوية، والبوليمرات الحيوية ومواد النانو MOF للتشابك والترابط والاندماج. من خلال التجميع ثلاثي الأبعاد، يلبي المركب معايير مقاومة الحريق A1 مع خصائص ميكانيكية جيدة، ومقاومة للماء، وصديقة للبيئة، وتجنب تدهور الأداء بسبب تثبيط اللهب.

ثالثا. طرق التعديل المحددة وأداء المنتج

أولاً، يعمل هيدروكسيد الألومنيوم وهيدروكسيد المغنيسيوم كمثبطات لهب غير عضوية. يتم تحديد محتوى PLA الأمثل بنسبة 10% بالوزن بناءً على قيمة حرارة الاحتراق المركبة. يتم مزج البوليمرات الحيوية المختلفة (PBAT وPVA) لتعزيز توافق الواجهة. يعمل PBAT على تحسين قوة الانثناء بشكل كبير وله تأثير ضئيل على مقاومة الماء، بينما يزيد PVA من امتصاص الماء. ومن ثم، تتم إضافة 1wt% PBAT إلى مركب PLA.

بعد ذلك، يتم استخدام مادة nano-MOF-BT لتعديل مركب PLA-PBAT. تمت دراسة تأثيرات محتويات النانو MOF-BT المختلفة على مقاومة الحريق، والخواص الميكانيكية، ومقاومة الماء، والثبات الحراري لتطوير مركب مقاوم للحريق A1. عند 8% بالوزن نانو-MOF-BT.

كشفت مقارنة شاملة للأداء أن الخصائص الميكانيكية والمقاومة للماء لهذه المادة المركبة المقاومة للهب من الدرجة A1 تتفوق على تلك الموجودة في العينات المتوفرة تجاريًا. كما أنه يلبي متطلبات قيمة حرارة الاحتراق التي تبلغ <1 ميجا جول/كجم، مما يزيد من نطاق تطبيق المواد المركبة.

ومن الجدير بالذكر أن شركة YINSU Flame Retardant Company لديها مجموعة واسعة من منتجات مثبطات اللهب لمواد البناء. خذ مثبطات اللهب FRP - 950X المغلفة بالكبسولة الدقيقة للفوسفور الأحمر لبناء الكابلات كمثال. يمكن أن يعزز مقاومة حريق الكابلات، ويمنع انتشار الحريق على طول الكابلات، وله عزل كهربائي جيد وثبات حراري. ثم هناك T3، وهو بديل ثالث أكسيد الأنتيمون . إنه يحقق تثبيط اللهب من خلال التأثيرات التآزرية مع مثبطات اللهب الأخرى، مع ثبات حراري عالي وعدم وجود هالوجين، مما يلبي المتطلبات البيئية. ومعجون الفوسفور الأحمر RP - TP46 للمواد الرغوية XPS ، يعمل على تحسين مقاومة الحريق للـ XPS، مع التوافق والتشتت الجيد، مما يمنح XPS عزلًا حراريًا ممتازًا وخصائص مقاومة للحريق.