آلية مثبطات اللهب من الميلامين سيانورات

الميلامين سيانورات(MCA) هو مثبط لهب صديق للبيئة شائع الاستخدام، ويستخدم على نطاق واسع في مواد البوليمر مثل البولي أميد (نايلون، PA-6/PA-66)، وراتنجات الإيبوكسي، والبولي يوريثين، والبوليسترين، والبوليستر (PET، PBT)، والبولي أوليفين والهالوجين- سلك وكابل مجاني. خصائصه الممتازة المقاومة للهب، والسمية المنخفضة والاستقرار الحراري الجيد جعلته موضع اهتمام على نطاق واسع ويتم تطبيقه في مجالات الإلكترونيات والسيارات والبناء.

الميلامين سيانورات هو مركب ناتج عن تفاعل الميلامين وحمض السيانوريك. يحتوي هيكل الشبكة الجزيئية الذي يتكون من الروابط الهيدروجينية على عناصر نيتروجين غنية. وهذا يسمح للميلامين سيانورات بإطلاق كمية معينة من النيتروجين في درجات حرارة عالية، وبالتالي منع انتشار اللهب. يحدد تركيبها الكيميائي أن لديها ثباتًا حراريًا جيدًا وقوة ميكانيكية وتأثيرًا ممتازًا لمثبطات اللهب.

بالإضافة إلى ذلك، لا يحتوي MCA على عناصر هالوجين ضارة، لذلك تم استخدامه على نطاق واسع في العديد من المناسبات ذات المتطلبات البيئية والصحية العالية، خاصة في الأجهزة المنزلية ومواد البناء والمنسوجات.

 

آلية مثبطات اللهب من الميلامين سيانورات

تنعكس آلية مثبطات اللهب في الميلامين سيانورات بشكل أساسي في خصائص تحلله عند درجات حرارة عالية والتأثير المثبط لطبقة الكربون المتكونة على انتشار اللهب. على وجه التحديد، يمكن تحليل تأثير مثبطات اللهب لـ MCA من الجوانب التالية:

(1) إطلاق النيتروجين لمنع إمداد الأكسجين

تحتوي جزيئات MCA على كمية كبيرة من عناصر النيتروجين. أثناء عملية التسخين، سيتم إطلاق عناصر النيتروجين لتكوين غاز (غاز النيتروجين بشكل أساسي). غاز النيتروجين نفسه لا يدعم الاحتراق، لذلك يمكن أن يخفف بشكل فعال تركيز الأكسجين حول مصدر النار، ويقلل من درجة حرارة اللهب، وبالتالي يبطئ معدل الاحتراق ويمنع انتشار الاحتراق. تعتبر هذه العملية حاسمة لتحسين خصائص مثبطات اللهب للمادة، خاصة في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة.

(2) تعزيز تكوين طبقة متفحمة

أثناء عملية الانحلال الحراري، سوف يتحلل MCA ويولد طبقة متفحمة أثناء التحلل الحراري. تتميز هذه الطبقة المتفحمة الخاملة بخصائص عزل حراري ممتازة ويمكن أن تشكل حاجزًا بين منطقة الاحتراق والمنطقة غير المحترقة، مما يمنع انتقال الحرارة ويحد من انتشار اللهب.

بالإضافة إلى ذلك، يمكن للطبقة المتفحمة أيضًا عزل الأكسجين الموجود في الهواء، وتشكيل طبقة واقية مادية، مما يقلل بشكل أكبر من تلامس الأكسجين مع المواد القابلة للاحتراق، وبالتالي يمنع الاحتراق بشكل فعال. يعد تكوين واستقرار هذه الطبقة المتفحمة هو المفتاح لمعرفة ما إذا كان MCA يمكن أن يلعب دورًا فعالًا كمثبط للهب.

(3) التفاعل الكيميائي ينتج بخار الماء

تحت بيئة ذات درجة حرارة عالية، سوف يخضع MCA لتفاعل التحلل ويطلق كمية معينة من بخار الماء. يمكن لبخار الماء أن يقلل درجة الحرارة المحلية بشكل فعال ويزيل الحرارة عن طريق التبخر، وبالتالي تبريد مصدر الحريق. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي تكوين بخار الماء أيضًا إلى تقليل تركيز الأكسجين حول مصدر الحريق، مما يمنع انتشار النيران.

(4) التأثير التآزري مع الإضافات الأخرى

بالإضافة إلى تأثيره المثبط للهب، يمكن للميلامين سيانورات أيضًا أن يتآزر مع مثبطات اللهب أو الحشوات الأخرى لتعزيز خصائص مثبطات اللهب الشاملة للمادة. على سبيل المثال، يتم استخدام MCA غالبًا مع مثبطات اللهب الفوسفورية، والحشوات غير العضوية، وما إلى ذلك، والتي يمكن أن تحسن الاستقرار الحراري والخواص الميكانيكية للمادة وتمارس تأثيرًا أكثر شمولاً لمثبطات اللهب.

 

مزايا وتطبيقات الميلامين سيانورات

(1) صديقة للبيئة وغير سامة

بالمقارنة مع مثبطات لهب الهالوجين التقليدية، لا يطلق MCA غازات الهالوجين الضارة (مثل كلوريد الهيدروجين، بروميد الهيدروجين، إلخ) أثناء عملية مثبطات اللهب، مما يقلل التلوث على البيئة والضرر المحتمل على صحة الإنسان. تعتبر عملية إطلاق النيتروجين في MCA آمنة نسبيًا، لذا فهي أكثر صديقة للبيئة أثناء الاستخدام ولها تأثير أقل على البيئة البيئية.

(2) الاستقرار الحراري الجيد ومقاومة الطقس

يتمتع MCA بثبات حراري عالي، ويمكنه الحفاظ على خواص كيميائية مستقرة عند درجات حرارة عالية، ويمنع بشكل فعال الاحتراق الناتج عن درجات الحرارة المرتفعة. في بعض بيئات العمل ذات درجة الحرارة العالية، يمكن لـ MCA توفير حماية طويلة الأمد كمثبط للهب.

بالإضافة إلى ذلك، يتمتع MCA أيضًا بمقاومة قوية للطقس، ويمكنه الحفاظ على الأداء الجيد في الاستخدام طويل الأمد، والتكيف مع الظروف المناخية المختلفة.

(3) دخان منخفض

ينتج MCA دخانًا أقل عند تسخينه إلى درجات حرارة عالية. بالمقارنة مع مثبطات اللهب الهالوجينية التقليدية، يمكنها تقليل إطلاق الغازات السامة في الحرائق بشكل كبير وتقليل ضرر الدخان على الأفراد.

 

باعتبارها صديقة للبيئة وغير سامةمثبطات اللهبيتمتع الميلامين سيانورات بآلية مثبطات اللهب الفريدة التي تُظهر نطاقًا واسعًا من آفاق التطبيق في المواد الحديثة. مع التحسين المستمر لمتطلبات حماية البيئة والسلامة، سيتم استخدام الميلامين سيانورات في المزيد من المجالات ويصبح أحد المكونات الأساسية للمواد المقاومة للهب.

 

لمزيد من المعلومات حول كيفية اختيار MCA المناسب لك، يرجى الرجوع إلى مقالتي "كيفية اختيار نوعية جيدة الميلامين سيانورات؟"آمل أن يكون مفيدًا لك.