مستربچ ضد حریق، یکی از کارآمدترین مستربچ‌های پلیمری است که در ساخت بسیاری از محصولات پلاستیکی به کار می‌رود.
با توجه به این که فراورده‌های پلیمری تمام خواص لازم برای تهیه محصولات پلاستیکی و صنعتی را ندارند، استفاده از ترکیبات افزودنی ضرورت پیدا می‌کند. با وجود چنین مشکلاتی، به کارگیری مستربچ‌ها به عنوان یک راه حل اساسی ارائه شده است. مستربچ‌ها ترکیباتی با پایه پلیمر می‌باشند که دارای مدل‌های مختلفی هستند. مستربچ ضد حریق، یکی از کارآمدترین مستربچ‌های پلیمری است که در ساخت بسیاری از محصولات پلاستیکی به کار می‌رود.
در صنعت، این نوع مستربچ‌ها به نام‌هایی مانند "مستربچ تاخیر انداز شعله"، "مستربچ ضد آتش" و "مستربچ شعله" شهرت دارند. از آنجا که ترکیبات پلاستیکی دارای محدودیت‌هایی مانند نقطه ذوب پایین و عدم مقاومت در برابر حرارت هستند، از مستربچ‌های ضد شعله برای رفع این محدودیت‌ها استفاده می‌شود.
تولید این نوع مستربچ با گریدهای مختلف توسط هامون بسپار، طبق عملکرد و کارایی این فراورده در بافت ترکیبات پلیمری انجام می‌شود. برای تهیه مستربچ‌های ضد حریق، از پلیمرهای پلی کربنات، پلی اتیلن، پلی آمید و پلی پروپیلن به دلیل پایداری مناسبی که دارند، استفاده می‌شود.
انتخاب و تعیین مستربچ ضد حریق نیز با در نظر گرفتن چندین پارامتر انجام می‌شود. اولین فاکتور در سنتز فراورده‌های پلیمری با استفاده از مستربچ‌های ضد شعله، یکسان بودن پلیمرهای پایه مورد استفاده با محصول پلیمری نهایی است. زیرا میزان مستربچ ضد شعله مورد استفاده در تهیه محصولات صنعتی نسبتاً زیاد است و بخش قابل توجهی از کالای نهایی را مستربچ‌های ضد آتش تشکیل می‌دهند. این فاکتور به صورت قابل توجهی در قیمت مستربچ‌های ضد شعله تاثیر گذار است.
انواع مستربچ ضد حریق
گرید بندی مستربچ‌های ضد حریق از دو عامل اساسی تشکیل می‌شود: نوع پلیمر پایه و شاخص جریان مذاب آنها. استفاده از مواد افزودنی ضد اشتعال، مانند هالوژن‌ها، در سنتز این مستربچ‌ها رایج است. مستربچ‌های ضد حریق هالوژن دار با استفاده از ترکیبات کلرو و بروم تهیه می‌شوند. حضور ترکیبات هالوژن دار، خواص ضد اشتعال را در محصولات به وجود می‌آورد. با این حال، این نوع مستربچ‌ها هنگام سوختن، دود و گازهای مضری را تولید می‌کنند و همچنین خواص مکانیکی پلیمرها را کاهش می‌دهند.
دسته دوم، مستربچ‌های غیر هالوژنه یا فری هستند. این نوع مستربچ‌ها از موادی تشکیل شده‌اند که به عنوان یک لایه جداکننده عمل می‌کنند و از پیشرفت آتش و شعله جلوگیری می‌کنند. به دلیل عدم تولید دود توسط مستربچ‌های غیر هالوژنه، آنها به عنوان پلیمرهای دوستدار محیط زیست شناخته می‌شوند.
با توجه به خواص منحصر به فرد مستربچ‌های هالوژن فری، استفاده آنها در ساخت محصولات پلیمری نسبتاً کم است و مقاومت مکانیکی محصولات را تغییر نمی‌دهد. اما برای استفاده از مستربچ‌های هالوژن دار در ساخت محصولات، نیاز به مقدار زیادی از این مستربچ‌ها در بافت پلیمر است تا خواص ضد اشتعالی حاصل شود. همچنین، به دلیل استانداردهای تعیین شده برای محصولات پلیمری، صنعتگران بیشتر از مستربچ‌های هالوژن فری استفاده می‌کنند.
برای سنجش کارایی و عملکرد انواع مستربچ‌های ضد حریق، آزمون‌های مختلفی طراحی شده است. هر آزمون به منظور بررسی خصوصیات متنوع مستربچ‌ها طراحی شده است. به عنوان مثال، آزمون glow wire برای ارزیابی مقاومت و پایداری مستربچ‌های ضد شعله در دماهای کم استفاده می‌شود.
مزایای مستربچ ضد حریق
توسعه کاربرد محصولات پلاستیکی و فرآورده‌های پلیمری در صنایع مختلف، نیاز به حل مشکلات و محدودیت‌های مرتبط با اشتعال پذیری مواد پلاستیکی را برای ما ایجاد کرده است. به علت داشتن پایه‌های هیدروکربنی، محصولات پلاستیکی در معرض خطر اشتعال قرار دارند. بنابراین، یکی از ویژگی‌های اصلی مستربچ‌های افزودنی نظیر مستربچ ضد حریق، افزایش مقاومت محصولات پلاستیکی در برابر گرما، حرارت و شعله است.
مستربچ‌های ضد حریق دارای مزایای متعددی هستند. مهمترین مزایا عبارتند از:
افزایش ایمنی: مستربچ‌های ضد حریق موجب افزایش ایمنی محصولات پلاستیکی می‌شوند، زیرا این مستربچ‌ها توانایی اطفای خودبخودی و کاهش سرعت سوختگی را به محصولات می‌بخشند. این ویژگی باعث کاهش خطر آتش‌سوزی و به حداقل رساندن آسیب‌های ناشی از آتش می‌شود.
عدم تولید دود سمی: یکی از مزایای بارز مستربچ‌های ضد حریق، عدم تولید دود و گازهای سمی و مضر در صورت سوختن محصولات است. این ویژگی به معنای ایجاد محیطی ایمن‌تر برای افراد در صورت وقوع آتش‌سوزی است.
افزایش مقاومت حرارتی: با استفاده از مستربچ‌های ضد حریق، می‌توان مقاومت حرارتی محصولات پلاستیکی را بهبود بخشید. این ویژگی مهم در کاهش خطر آتش‌سوزی و حفظ ساختار و عملکرد محصولات در شرایط دمای بالا است.
تنوع کاربرد: مستربچ‌های ضد حریق در انواع مختلف صنایع و برنامه‌ها قابل استفاده هستند. از صنایع ساختمانی، خودروسازی، الکترونیک، لوازم خانگی تا صنایع نساجی و حمل و نقل، استفاده از این مستربچ‌ها برای افزایش ایمنی و کاهش خطرات حاصل از آتش‌سوزی ضروری است.
پایداری: مستربچ‌های ضد حریق معمولاً دارای پایداری بالا هستند و می‌توانند در شرایط مختلف زیستی و مکانیکی به خوبی عمل کنند. این ویژگی به معنای استفاده بلندمدت و کارآمدی مستربچ‌های ضد حریق در طول زمان است.
سازگاری با محیط زیست: برخی از مستربچ‌های ضد حریق از موادی تشکیل شده‌اند که در طی فرآیند تولید و استفاده از آنها به محیط زیست کمترین آسیب را وارد می‌کنند. این ویژگی مهم در جهت حفظ محیط زیست و پایداری طبیعت بسیار ارزشمند است.
به طور کل مستربچ‌های ضد حریق، با افزایش ایمنی، عدم تولید دود سمی، افزایش مقاومت حرارتی، تنوع کاربرد، پایداری و سازگاری با محیط زیست، به محصولات پلاستیکی و فرآورده‌های پلیمری ارزش افزوده می‌دهند. این مستربچ‌ها در کاهش خطرات حاصل از آتش‌سوزی و افزایش سطح ایمنی در صنایع مختلف بسیار مؤثر هستند.
کاربرد مستربچ ضد حریق
مستربچ‌های ضد حریق در انواع مختلف صنایع و برنامه‌ها کاربرد دارند. مهمترین کاربردهای آنها عبارتند از:
صنایع ساختمانی: در صنعت ساختمان، مستربچ‌های ضد حریق به طور گسترده در سیستم‌های عایق‌بندی، پوشش‌ها، کابل‌های برقی و سیستم‌های حفاظتی استفاده می‌شوند. این مستربچ‌ها باعث کاهش سرعت سوختگی و انتشار حرارت در صورت وقوع آتش‌سوزی می‌شوند و ایمنی ساختمان‌ها را افزایش می‌دهند.
صنعت خودروسازی: در خودروها، مستربچ‌های ضد حریق برای کاهش خطر آتش‌سوزی و افزایش ایمنی به کار می‌روند. آنها در قطعات داخلی خودرو مانند صندلی‌ها، داشبورد، کابل‌ها و سیستم‌های الکتریکی استفاده می‌شوند.
صنعت الکترونیک: در صنعت الکترونیک، مستربچ‌های ضد حریق در قطعات الکترونیکی، باتری‌ها، کابل‌ها و دستگاه‌های الکترونیکی استفاده می‌شوند. این مستربچ‌ها به دلیل توانایی کاهش خطرات آتش‌سوزی در این صنعت حائز اهمیت هستند.
صنعت نساجی: در صنعت نساجی، مستربچ‌های ضد حریق برای تولید پارچه‌های ضد حریق و لباس‌های ایمنی استفاده می‌شوند. این مستربچ‌ها به طور معمول به الیاف و پارچه‌ها اضافه می‌شوند تا خاصیت ضد حریقی را به آنها ببخشند.
صنعت حمل و نقل: در صنعت حمل و نقل، مستربچ‌های ضد حریق در قطعات و مواد پلاستیکی استفاده می‌شوند. مثال‌هایی از این استفاده شامل قطعات داخلی هواپیما، قطارها، اتوبوس‌ها و کشتی‌ها می‌شود.
صنعت الکتریکی: در صنعت الکتریکی، مستربچ‌های ضد حریق در قطعات الکتریکی مانند سوکت‌ها، سیستم‌های توزیع برق، پنل‌ها و دستگاه‌های الکتریکی استفاده می‌شوند. این مستربچ‌ها به کاهش خطر آتش‌سوزی در این صنعت کمک می‌کنند و ایمنی سیستم‌های الکتریکی را بهبود می‌بخشند.
همچنین، مستربچ‌های ضد حریق در برخی برنامه‌های خاص مانند نمایشگاه‌ها، تئاترها، سینماها و هتل‌ها نیز استفاده می‌شوند. این برنامه‌ها به دلیل تجمع افراد در مکان‌های عمومی و حساسیت بالا در قبال خطرات آتش‌سوزی، نیاز به اقدامات ایمنی و ضد حریق دارند.
در کل، مستربچ‌های ضد حریق در صنایع مختلف از جمله ساختمانی، خودروسازی، الکترونیک، نساجی، حمل و نقل و الکتریکی به منظور کاهش خطرات آتش‌سوزی و افزایش ایمنی استفاده می‌شوند. استفاده از مستربچ‌های ضد حریق به عنوان یک راهکار پیشگیرانه می‌تواند آتش‌سوزی را کنترل کرده و خسارات جانی و مالی را به حداقل برساند.
استانداردهای مستربچ ضد حریق
در مستربچ‌های ضد حریق، اولین پارامتری که مورد بررسی قرار می‌گیرد، میزان اشتعال‌پذیری است. طبق استانداردهای تعیین شده، مستربچ‌ها باید دارای مقاومت بالا در برابر آتش باشند.
یک ویژگی دیگر که باید سنجیده شود، شاخص اکسیژن حبس شده است. این شاخص نشان می‌دهد که میزان کمینه اکسیژن مورد نیاز برای حفظ شعله وری مواد پلاستیکی توسط مستربچ‌ها قابل اندازه‌گیری است.
بازبینی بعدی که برای اندازه‌گیری کمترین دمای مورد نیاز برای شعله‌وری مستربچ‌های ضد حریق انجام می‌شود، آزمون سیم ملتهب نامیده می‌شود. در این آزمون، مستربچ‌ها تحت شرایط خاصی قرار می‌گیرند تا دمای لازم برای شعله‌وری آنها سنجیده شود.
بنابراین، امکان اندازه‌گیری میزان اشتعال‌پذیری، شاخص اکسیژن حبس شده و دمای لازم برای شعله‌وری مستربچ‌های ضد حریق، به ترتیب از جمله پارامترهای مورد بررسی در این نوع مستربچ‌ها می‌باشند.