رغوة البولي يوريثان المرنة المقاومة للهب

رغوة البولي يوريثان الشائعة هي بوليمر قابل للاحتراق. تتميز رغوة البولي يوريثان المرنة، على وجه الخصوص، بمعدل خلية مفتوحة مرتفع (أكثر من 90٪)، وكثافة منخفضة، ومساحة سطحية كبيرة معرضة للهواء، مما يجعلها أكثر قابلية للاشتعال من مواد البولي يوريثان غير الرغوية الأخرى. وهذا يمثل بعض القيود في استخدامه للمنتجات الصناعية والاستهلاكية. في السنوات الأخيرة، أدت لوائح السلامة من الحرائق الأكثر صرامة في جميع أنحاء العالم إلى الحاجة إلى زيادة إنتاج رغوة البولي يوريثان المرنة المقاومة للهب.

يتم تصنيف الرغاوي المرنة المقاومة للهب بشكل عام إلى نوعين:

1  نوع المضافة : يتم إضافة مواد مثبطة للهب، مثل المركبات التي تحتوي على الفوسفور أو الكلور أو البروم أو الأنتيمون أو البورون، إلى تركيبة الرغوة. يمكن للتأثيرات التآزرية لمجموعات هذه المواد أن تزيد من تعزيز تثبيط اللهب. وتشمل الإضافات الأخرى هيدروكسيد الألومنيوم مع الماء البلوري والأملاح المختلفة.

2  نوع رد الفعل : يتم إدخال عناصر مثبطات اللهب مثل الفوسفور أو الكلور أو البروم أو الأنتيمون أو البورون أو النيتروجين كيميائيًا في بوليولات البولي إيثر (أو البوليستر) أو بولي إيزوسيانات لتحقيق مقاومة اللهب. تعمل رغاوي مثبطات اللهب التفاعلية بشكل عام بشكل أفضل من الأنواع المضافة. يمكن أن يؤدي الجمع بين الطريقتين أيضًا إلى تحسين خصائص مثبطات اللهب.

في الوقت الحالي، تُستخدم مجموعة واسعة من مثبطات اللهب في رغوة البولي يوريثان المرنة، بما في ذلك فوسفات تريس (2-كلورو إيثيل) (TCEP)، وفوسفات تريس (2-كلوروبروبيل) (3PX)، وفوسفات تريس (ثنائي كلورو بروبيل)، وفوسفات تريس (ثنائي بروموبروبيل). .

العيب الرئيسي للرغاوي المقاومة للهب والتي تحتوي على عناصر مثل الفوسفور والكلور هو إنتاج دخان أسود كثيف وغازات سامة عند حرقها. في السنوات الأخيرة، ركز الباحثون على مستوى العالم على تطوير رغاوي البولي يوريثان ذات مقاومة عالية للهب والتي تنتج القليل من الدخان الأسود أو الغازات الضارة.

يتضمن أحد الأساليب المبلغ عنها استخدام كحول البولي فينيل المتفاعل جزئيًا مع فوسفات الأمونيوم (PV-PNH4) كمثبط للهب التفاعلي. عند إضافته بكميات تتراوح من 0.1% إلى 30%، فإن PV-PNH4 يعزز بشكل كبير مقاومة اللهب. على سبيل المثال، مع محتوى PV-PNH4 أقل من 10% من وزن الرغوة، يتم اختبار عينة اختبار (20 سم) × سم2 × 0.5 سم) أحرقت في 45° يُظهر الميل باستخدام لهب مصباح خشبي لمدة 20 ثانية الحد الأدنى من انتشار اللهب، مع طول حرق أقل من 2 سم. إذا تجاوز محتوى PV-PNH4 10%، تنطفئ الرغوة ذاتيًا بمجرد إزالة مصدر اللهب.

هناك طريقة أخرى تقوم بإدخال حلقات الأيزوسيانورات في هيكل الرغوة أثناء عملية التصنيع لإضفاء تثبيط اللهب. تتشكل مركبات الإيزوسيانورات من خلال عملية التشذيب المحفزة بمواد مثل 2,4,6-تريس (ثنائي ميثيل أمينوميثيل) فينول، أوكتات البوتاسيوم، أسيتات البوتاسيوم، وN,N',N''-تريس (ثنائي ميثيل أمينوبروبيل) هيكساهيدروتريازين. إن إضافة كميات صغيرة من مثبطات اللهب التقليدية التي تحتوي على الفوسفور والهالوجين إلى الرغاوي المحتوية على الأيزوسيانورات يؤدي إلى تحسين مقاومتها للهب بشكل كبير. أثناء الاحتراق، تشكل هذه الرغاوي طبقة سطحية غنية بالفوسفور، وهي فريدة من نوعها بين الرغاوي المقاومة للهب.

مع التطور السريع للاقتصادات الوطنية، يتزايد الطلب على المنتجات الرغوية المقاومة للهب ذات انبعاثات دخان منخفضة وغير سمية ومستويات منخفضة من المركبات العضوية المتطايرة. وهذا أمر بالغ الأهمية بشكل خاص في صناعات مثل الطيران والسيارات (سيارات الركاب والحافلات)، والمرافق العامة مثل الفنادق ومراكز المؤتمرات، حيث يتم فرض متطلبات صارمة للسلامة من الحرائق.