07.06.2021 by Dr. Natalie Rudolph, Milena Riedl

كيفية تجنب الحريق والدخان السام في المكونات الإلكترونية

تعتبر المواد البلاستيكية بشكل عام عوازل ممتازة. أحد التدابير لضمان السلامة من الحرائق هو إضافة مثبطات اللهب (FR). تعرّف على تأثيرات مثبطات اللهب المختلفة على سلوك الحرائق.

تعتبر المواد البلاستيكية بشكل عام عوازل ممتازة. وبالإضافة إلى قوتها الميكانيكية العالية ووزنها المنخفض، فهي مناسبة بشكل خاص لسوق الكهرباء والإلكترونيات (E&E) وكذلك صناعات النقل والأجهزة المنزلية. إحدى المواد البلاستيكية شائعة الاستخدام لهذا التطبيق هي من عائلة البولي أميد.

ومع ذلك، يمكن أن تشتعل هذه المواد عندما تكون قريبة بما فيه الكفاية من مصدر اشتعال مثل الشرارة الكهربائية. أحد التدابير لضمان السلامة من الحرائق هو إضافة مثبطات اللهب (FR).

بشكل عام، من المرغوب فيه إضافة كمية منخفضة من مثبطات اللهب للحصول على أقل تأثير على خصائص البلاستيك وسلوك المعالجة. مثل أي مادة مضافة، تزيد مثبطات اللهب من لزوجة ذوبان البوليمر، وهو أمر بالغ الأهمية خاصةً في صناعة الإلكترونيات حيث التصغير وبالتالي الجدران الرقيقة جدًا هي المعيار.

تبدأ بشرارة كهربائية واحدة فقط، حتى أن الحريق البادئ يؤدي إلى نشوب دخان. وغالبًا ما تأتي سمية الدخان وتآكله من البوليمرات المهلجنة أو مثبطات اللهب. ولهذا السبب، يتم استخدام مثبطات اللهب الخاصة غير المهلجنة ومثبطات اللهب القائمة على الجرافيت للقضاء على هذه المشاكل.

الشكل 1: المسعر المخروطي TCC 918

المسعر المخروطي TCC 918 ينقذ الأرواح!

تُعد لوائح اختبار الحرائق حاسمة في الحفاظ على قابلية الاشتعال وانتشار الحريق عند مستوى يمكن التحكم فيه. يستخدم "اختبار "التفاعل مع الحريق" وفقًا للمعيار الدولي ISO 5660-1 و ASTM E1354 مقياس المسعر المخروطي لتقييم معدل إطلاق الحرارة وإنتاج الدخان الديناميكي لعينة من المواد. كما أن المسعر المخروطي ضروري أيضاً في تحديد السلامة من الحرائق للمواد المطورة حديثاً.

تعرّف على المزيد عن المسعر المخروطي هناوشاهد عرضًا حيًا!

كيف تؤثر مثبطات اللهب المختلفة على سلوك الحريق

لدراسة تأثير مثبطات اللهب غير المهلجنة المختلفة على سلوك النار في PA 6، تم تشكيل عينات من المركبات المختلفة في ألواح 100 × 100 × 4 مم3 واختبارها في TCC 918.

بالنسبة لـ PA 6 الأنيق و PA 6 مع مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت و PA 6 مع مثبطات اللهب غير المهلجنة، تم فحص فقدان الكتلة ومعدل إطلاق الحرارة والانتقال كدالة للزمن (الشكل 2).

الشكل 2: (أ) الفقد الكتلي، (ب) معدل إطلاق الحرارة و(ج) انتقال مادة PA 6 الأنيقة (الأزرق)، و PA 6 مع مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت (الأحمر) و PA 6 مع مثبطات اللهب غير المهلجنة (الأخضر) (المصدر: BPI)
الشكل 2: (أ) الفقد الكتلي، (ب) معدل إطلاق الحرارة و(ج) انتقال مادة PA 6 الأنيقة (الأزرق)، و PA 6 مع مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت (الأحمر) و PA 6 مع مثبطات اللهب غير المهلجنة (الأخضر) (المصدر: BPI)
الشكل 2: (أ) الفقد الكتلي، (ب) معدل إطلاق الحرارة و(ج) انتقال مادة PA 6 الأنيقة (الأزرق)، و PA 6 مع مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت (الأحمر) و PA 6 مع مثبطات اللهب غير المهلجنة (الأخضر) (المصدر: BPI)

يمكن ملاحظة أن عينة PA6 التي تحتوي على مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت بنسبة 20% بالوزن من الجرافيت (المنحنى الأحمر) تُظهر أقل فقد للكتلة، وإطلاق الحرارة وإطلاق الدخان (أقل انخفاض في الإرسال) من بين جميع العينات. وبالمقارنة، فإن العينة التي تحتوي على مثبطات اللهب غير المهلجنة بنسبة 20% بالوزن (المنحنى الأخضر) تتصرف بشكل مشابه جدًا لمادة PA 6 الأنيقة (المنحنى الأزرق). في حالة إطلاق الحرارة، تظهر قيمًا أقل قليلًا وينتهي إطلاق الحرارة في وقت مبكر. ومع ذلك، في حالة الإرسال، يكون انبعاث الدخان أعلى بكثير من مادة PA 6 الأنيقة.

وهذا يدل على أنه في حالة PA6 بالذات وكذلك في حالة مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت التي تم فحصها، فإن مثبطات اللهب القائمة على الجرافيت تعمل بشكل أفضل بكثير وتقلل بشكل كبير من الآثار الضارة التي يمكن أن يحدثها الحريق على البيئة المحيطة به.

سيتوفر المزيد حول إعداد العينة وإعداد الاختبار في مذكرة تطبيق جديدة قريباً! ابق على اطلاع واشترك في نشرتنا الإخبارية!