ABS، PC، PP... ما هي المواد المقاومة للهب المستخدمة في مكونات السيارات؟

ABS، PC، PP... ما هي المواد المقاومة للهب المستخدمة في مكونات السيارات؟

حاليًا، توجد مواد البوليمر في كل مكان في مكونات السيارات مثل الأجزاء الموجودة أسفل غطاء المحرك وحزم بطاريات مركبات الطاقة الجديدة. أدى تطبيق مواد البوليمر في قطع غيار السيارات والطلب على تحسين سلامة المركبات إلى تعزيز تطوير مواد البوليمر المقاومة للهب. تعتمد مواد البوليمر المقاومة للهب المطبقة حاليًا بشكل أساسي على PP وPU وABS وPC. يتم أيضًا استخدام المواد المركبة (السبائك)، PA، وPBT، وPMMA بناءً على المتطلبات المحددة لمكونات السيارات.

1. مادة البولي بروبيلين المقاومة للهب
(PP) هي مادة البوليمر الأكثر استخدامًا في بلاستيك السيارات. إنه يوفر مقاومة كيميائية ممتازة، معالجة بسيطة، وتكلفة منخفضة، مما يجعله مناسبًا للوحات عدادات السيارة، وأغطية البطاريات، وألواح الأبواب، والأعمدة، وألواح ظهر المقعد، والمصدات، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن PP لديه قابلية اشتعال ضعيفة قبل إضافة مثبطات اللهب، مع مؤشر الأكسجين المحدود (LOI) بنسبة 17.8٪، مما يجعله قابلاً للاشتعال بعد الاشتعال. تركز الأبحاث الحالية حول البولي بروبلين المثبط للهب لتطبيقات السيارات، محليًا ودوليًا على حد سواء، على تعديل مصفوفة البولي بروبيلين. في الوقت نفسه، من خلال إضافة مثبطات اللهب منخفضة السمية وخالية من الهالوجين، يتم تطوير مركبات البولي بروبيلين ذات الخصائص الميكانيكية الممتازة وتأثيرات مثبطات اللهب لتلبية احتياجات مثبطات اللهب لقطع غيار السيارات.
مثبطات اللهب المناسبة للبولي بروبيلين هي في الأساس أنواع مضافة. وتشمل هذه مثبطات اللهب المعتمدة على الهالوجين (المبرومة أو المتآزرة مع البروم والأنتيمون)، ومثبطات اللهب غير العضوية، وبولي فوسفات الميلامين، وسيانورات الميلامين، والفوسفاتزين، واسترات الفوسفات. ومع تنفيذ السياسات البيئية الصارمة والاعتماد الواسع النطاق لمتطلبات الخلو من الهالوجين، أصبح التحول نحو مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين في مواد البوليمر اتجاهًا حتميًا.

2. ABS مثبطات اللهب
ABS عبارة عن مادة نموذجية مناسبة لطلاء السيارات نظرًا لمتانتها القوية ومقاومتها للتآكل على الأسطح البلاستيكية، كما أنها تستخدم في إنتاج مكونات السيارات. يحتوي راتنج ABS على عناصر C وH وO فقط، مما يؤدي إلى ضعف الاستقرار في درجات الحرارة العالية وسهولة الاحتراق. وتنتج عملية الإشعال أيضًا غازات ذات رائحة وجزيئات دخان أسود، مما يشكل مخاطر على السلامة إذا تم استخدامه مباشرة في أجزاء السيارة. ولذلك، يجب تعديل مثبطات اللهب ومقاومة الحرارة قبل الاستخدام.
توفر مثبطات اللهب المهلجنة كفاءة عالية، حيث توفر الأنواع المبرومة عمومًا مثبطات لهب أفضل من تلك المكلورة، على الرغم من المخاوف البيئية الكبيرة. ومع ذلك، وبالاعتماد على تأثيرها المثبط للهب المتميز بشكل استثنائي وتكلفتها المنخفضة، تظل مثبطات اللهب المبرومة بارزة في بعض المناطق ذات المعايير والمواد الصارمة لتثبيط اللهب. يستخدم ما يقرب من 70% من المنتجات الإلكترونية مثبطات اللهب المبرومة، مع استخدام الإيثان ثنائي الفينيل العشاري البروم بشكل رئيسي في ABS. ومع ذلك، مع تعميم المتطلبات الخالية من الهالوجين الصديقة للبيئة، فإن استخدام مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين والنيتروجين والفوسفور في ABS يجذب الاهتمام أيضًا.
إن مزج ABS مع البولي كربونات (PC) ينتج عنه مركبات PC/ABS. تجمع هذه المادة بين مزايا كل من ABS وPC، وتتميز بدرجة حرارة عالية وثبات وتشوه حراري، مع تحسين قابلية المعالجة. تعتبر سبيكة PC/ABS حاليًا هي سبيكة الراتنج ذات أعلى إنتاج وأسرع معدل نمو، وهي تنطبق على لوحات عدادات السيارة، وحزم البطاريات، وأجزاء هيكل السيارة، والمكونات الأخرى. راتينج الكمبيوتر نفسه عبارة عن مادة مثبطة للهب ذاتية الإطفاء مع تصنيف UL94 V-2. ومع ذلك، فإن مثبطات اللهب تنخفض عند مزجها مع ABS، مما يستلزم تعديل مثبطات اللهب قبل استخدامها في قطع غيار السيارات. حاليًا، تشتمل مثبطات اللهب شائعة الاستخدام لتعديل سبائك PC/ABS على مثبطات اللهب المهلجنة، ومثبطات اللهب القائمة على الفوسفور، ومثبطات اللهب النانوية.

3. الكمبيوتر الشخصي المقاوم للعرج
باعتباره واحدًا من أفضل خمس مواد بلاستيكية هندسية، يتم استخدام البولي كربونات (PC) في إنتاج مكونات السيارات نظرًا لقوته العالية، ومقاومته العالية للصدمات، ومقاومة الحرارة، ومزايا أخرى. تشمل الأمثلة لوحات أدوات السيارات، وأنظمة الإضاءة، ولوحات التدفئة، وأجهزة إزالة الصقيع، والمصدات المصنوعة من سبائك الكمبيوتر. ومع رفع مستوى الاستهلاك، وتطوير مركبات الطاقة الجديدة والاتجاهات خفيفة الوزن، يتزايد أيضًا الطلب المحلي على أجهزة الكمبيوتر الشخصية. يتمتع الكمبيوتر الشخصي بحد ذاته بقدرة معينة على تثبيط اللهب، مما يوفر مزايا مقارنة بالبوليمرات الشائعة مثل PE وPP، مع حد اهتمام يتراوح بين 21%-24% وتصنيف UL94 V-2. ومع ذلك، في مجالات التطبيق ذات متطلبات مثبطات اللهب العالية نسبيًا لمكونات السيارات، يكون هذا الأداء غير كافٍ، مما يتطلب تعديل مثبطات اللهب.
يمكن لمثبطات اللهب المبرومة أن تحسن بشكل كبير مثبطات اللهب في أجهزة الكمبيوتر، وذلك باستخدام الإيثر ثنائي الفينيل العشاري البروم (DBDPO)، ورباعي البروم ثنائي الفينيل أ (TBBPA)، وما إلى ذلك. ومع ذلك، فإن المواد المثبطة للهب المبرومة تكون عرضة للتحلل عند درجات حرارة عالية، وتولد غازات أكالة يمكن أن تلحق الضرر بأجزاء السيارات. بالإضافة إلى ذلك، فإن إضافة مثبطات اللهب المبرومة يؤثر بشكل خطير على شفافية الكمبيوتر الشخصي ولا يفي بمتطلبات السياسات البيئية. حاليًا، مثبطات اللهب المعتمدة على الفوسفور الأكثر استخدامًا على نطاق واسع في منتجات الكمبيوتر الشخصي الصناعية هي بشكل أساسي TPP (فوسفات ثلاثي فينيل)، وRDP (ريسورسينول مكرر (ثنائي فينيل فوسفات)) وBDP (ثنائي فينول أ مكرر (ثنائي فينيل فوسفات)). يكون TPP صلبًا في درجة حرارة الغرفة مع ثبات حراري ضعيف، ويميل إلى التطاير عند درجات حرارة معالجة الكمبيوتر، وله فقط تأثير مثبط للهب في الطور الغازي. يعتبر RDP وBDP سوائل في درجة حرارة الغرفة مع ثبات حراري جيد، وقادر على ممارسة تأثيرات مثبطات اللهب في الطور الغازي والمرحلة المكثفة. علاوة على ذلك، يتمتع BDP بتوافق جيد مع الكمبيوتر الشخصي ويمكن أن يكون بمثابة مادة ملدنة. لذلك، أصبح نظام PC/BDP نظامًا مستخدمًا على نطاق واسع، مع نسبة إضافة BDP نموذجية تبلغ 10%.
علاوة على ذلك، فإن المركبات المحتوية على السيليكون، كجيل جديد من مثبطات اللهب الصديقة للبيئة، تكتسب الاهتمام تدريجيًا نظرًا لكفاءتها العالية، وسميتها المنخفضة، وخصائصها غير الملوثة، وتأثيرها الأدنى على المعالجة والخصائص الفيزيائية للكمبيوتر الشخصي، مثل البولي سيلوكسان. إن اختيار مثبطات اللهب لأجهزة الكمبيوتر الشخصية للسيارات يميل أيضًا نحو بيئة خالية من الهالوجين، مما يؤدي إلى تحسين الأداء الشامل للكمبيوتر الشخصي عن طريق إضافة إضافات مختلفة أو إنشاء مثبطات اللهب المركبة. بالإضافة إلى ذلك، من خلال استخدام المواد المركبة مع ABS، PBT، وما إلى ذلك، يمكن أيضًا تحسين قابلية معالجة الكمبيوتر وتثبيط اللهب على النحو الأمثل.

4. مواد البوليمر المثبطة للهب الأخرى
PP، PU، ABS، وPC هي حاليًا مواد البوليمر المثبطة للهب الرئيسية المطبقة في إنتاج مكونات السيارات. بالإضافة إلى ذلك، يتم أيضًا استخدام المواد المركبة المحضرة عن طريق مزج اثنين أو أكثر من البوليمرات على نطاق واسع اليوم. تشمل الأمثلة PC/ABS، وPC/PBT، وPC/مركبات مثبطات اللهب، وما إلى ذلك.