مواد اولیه و افزودنی‌های مقاوم در برابر شعله را می‌توان در چند گروه به شرح زیر توضیح داد:
- هالوژن‌ها (مانند برم و کلر): این افزودنی‌ها با کاهش میزان اکسیژن اطراف شعله، باعث کاهش سرعت انتشار آتش می‌شوند. بااین‌حال، این ترکیبات به دلیل نگرانی‌های زیست‌محیطی، کمتر مورداستفاده قرار می‌گیرند، زیرا در هنگام سوختن می‌توانند گازهای سمی تولید کنند.
- ترکیبات فسفر دار: افزودنی‌های فسفر دار برای ایجاد یک‌لایه محافظ روی سطح ماده هنگام قرار گرفتن در معرض آتش طراحی‌شده‌اند. این لایه محافظ از نفوذ اکسیژن و گسترش آتش جلوگیری می‌کند و درعین‌حال تولید دود را کاهش می‌دهد. این ترکیبات معمولاً زیست سازگارتر از هالوژن‌ها هستند و برای محیط‌های حساس به انتشار گازهای سمی مناسب‌اند.
- هیدروکسیدهای فلزی (هیدروکسید آلومینیوم و منیزیم): این ترکیبات هنگام تجزیه گرما را جذب می‌کنند و آب تولید می‌کنند، که به‌طور مؤثری دمای ماده را کاهش می‌دهد و از گسترش شعله جلوگیری می‌کند. این افزودنی‌ها بسیار پرطرفدار هستند و در صنایع مختلفی برای افزایش مقاومت در برابر حرارت و شعله استفاده می‌شوند.
- نانو مواد (مانند نانولوله‌های کربنی و نانو کلی‌ها Nano Clay): نانو مواد می‌توانند به‌عنوان افزودنی‌های جدید برای افزایش خاصیت ضد شعله عمل کنند. این ترکیبات به دلیل سطح ویژه بالا و توزیع خوب در ماتریس رزین، باعث ایجاد یک‌لایه محافظ حرارتی می‌شوند.
روش‌های آزمون و استانداردها
روش های متفاوتی برای ارزیابی مقاومت به شعله ی یک ماده وجود دارد و بر اساس آن روش ها، سرعت سوختن، میزان انتشار مواد سمی و دود، میزان حرارت تولید شده و حداقل اکسیژن مورد نیاز برای سوختن اندازه گیری می شود. سپس بر اساس نتایج این آزمون ها جهت کاربرد ماده، انتخاب انجام می گیرد. در ادامه چهار روش معمول را شرح داده می شود.
UL 94- Standard for Tests for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances
در این آزمون، ماده در معرض شعله قرار می‌گیرد و زمان لازم برای خاموش شدن آن اندازه‌گیری می‌شود. بر اساس این آزمون، مواد به دسته‌های V-0 و V-1 و V-2 طبقه‌بندی می‌شوند. V-0 بالاترین رتبه‌بندی است و به موادی اطلاق می‌شود که شعله در کمترین زمان ممکن خاموش شود و تکه‌های سوخته شده نیز نیفتد.
- آزمون تونل اشتاینر (Steiner Tunnel)
ASTM E 84- Standard Test Method for Surface Burning Characteristics of Building Materials
این آزمون برای تعیین انتشار شعله و تولید دود به کار می‌رود. برای قطعات ساختمانی مانند دیوارها و سقف‌ها بسیار مهم است و معمولاً در مصالح ساختمانی و لوازم ایمنی مورداستفاده قرار می‌گیرد. ASTM E 84 معمولاً برای آزمایش محصولات ساختمانی مورداستفاده قرار می‌گیرد، اما در برخی از مقررات حمل‌ونقل و نظامی نیز به آن اشاره شده است.
- شاخص حداقل اکسیژن (Limiting Oxygen Index)
ASTM D2863: Measuring the Minimum Oxygen Concentration to Support Candle-Like Combustion of Plastics (Oxygen Index)
این آزمون میزان اکسیژنی که برای حفظ شعله لازم است را اندازه‌گیری می‌کند. اگرشاخص حداقل اکسیژن (LOI) یک ماده بالاتر از سطح اکسیژن محیط باشد، ماده به‌خودی‌خود نمی‌سوزد. این شاخص برای تعیین میزان اشتعال‌پذیری مواد بسیار مؤثر است و بر اساس روش ASTM D 2863 انجام می‌گیرد.
- آزمون کالریمتر مخروطی Cone Calorimeter Test
ASTM E1354 – Standard Test Method for Heat and Visible Smoke Release Rates for Materials and Products Using an Oxygen Consumption Calorimeter
این آزمون در یک کالریمتر مخروطی انجام می‌شود و به بررسی رفتار حرارتی مواد تحت شرایط واقعی آتش‌سوزی کمک می‌کند. در این روش، پارامترهایی مانند میزان انتشار حرارت، زمان تا آتش گرفتن، و میزان تولید دود اندازه‌گیری می‌شوند. این آزمایش‌ها به تولیدکنندگان کمک می‌کند که مشخصات فنی محصول را با نیازهای ایمنی تنظیم کنند.
کاربردها
رزین‌های پلی‌استر غیراشباع مقاوم به شعله کاربرد گسترده‌ای در صنایعی دارند که در آن‌ها ایمنی در برابر آتش بسیار مهم است. این رزین‌ها با افزودن مواد مقاوم به شعله به فرمولاسیون خود، توانایی کاهش خطر اشتعال و جلوگیری از گسترش آتش را دارند. در ادامه برخی از کاربردهای مهم این نوع رزین‌ها آورده شده است:
- صنایع ساختمانی: در تولید کامپوزیت‌ها و پوشش‌های مقاوم به آتش برای دیوارها، سقف‌ها و درب ها استفاده می‌شوند. این رزین‌ها می‌توانند در ساختمان‌های عمومی و مکان‌های پرتردد برای افزایش ایمنی کاربرد داشته باشند.
- حمل‌ونقل (خودرو و هوافضا): برای ساخت قطعات داخلی خودروها، قطارها و هواپیماها از این رزین‌ها استفاده می‌شود. این مواد نه‌تنها سبک و مقاوم هستند، بلکه در برابر آتش نیز مقاومت خوبی دارند و در صورت وقوع آتش‌سوزی از گسترش آن جلوگیری می‌کنند.
- صنایع الکتریکی و الکترونیکی: این رزین‌ها به‌عنوان مواد عایق در ساخت قطعات الکترونیکی مانند تابلوهای برق، قطعات مدار و دیگر اجزا استفاده می‌شوند که ممکن است در معرض حرارت بالا یا آتش قرار گیرند.
- صنایع دریایی: استفاده از رزین‌های مقاوم به شعله در قایق‌ها، کشتی‌ها و سکوهای دریایی به دلیل خطرات بالقوه آتش‌سوزی در این محیط‌ها بسیار حیاتی است.
- مبلمان و دکوراسیون داخلی: از این نوع رزین‌ها در پوشش‌های پارچه‌ها، پرده‌ها و روکش‌ها استفاده می‌شود که می‌تواند به ایمنی بیشتر فضاهای داخلی کمک کند.
تهیه کننده: ذکریا فرهادی- مدیر کنترل کیفیت فراپل جم
