مخمدات اللهب

مخمدات اللهب عبارة عن مواد كيماوية تُعالج بها البضائع لتثبيط أو تأخير لهب أي حريق، وقد تكون معالجة سطحية كما هو الحال مع الأقمشة، أو كمضافات أثناء تصنيع مادة ما كبعض أصناف اللدائن.

1- المبادئ النظرية لمؤخرات الاحتراق (مخمدات اللهب):

يقوم مبدأ ممانعة أو تأخير الحريق على مبادئ رئيسة ثلاثة:

1-1- التحكم بانتقال الحرارة على السطح:

• تحديد وضبط الإشعاع بواسطة جزيئات الدخان، أيضا ضبط سرعة التفكك المسببة للاحتراق.
• ثم رفع معدلات الامتصاص الحراري بخفض درجات حرارة الانصهار.

1-2- ضبط تفكك المواد أثناء تولدها: وذلك بخفض كمية الغاز القابل للاشتعال وتعزيز تفاعلات التفحيم.

1-3- تحديد وضبط تفاعلات الطور الغازي: بتوليد غاز غير قابل للاشتعال، وإيقاف تشكل الجذور الحرة كما يبين الشكل (1):

2- أصناف مخمدات اللهب:

2-1- المركبات الهالوجينية العضوية: للبروم حضور كبير في عالم مثبطات اللهب، فنجد من مركباته المتداولة تجارياً:

ويقوم مبدأ عملها على:

1. توليد الجذور واصطيادها، وأيضًا توليد جذور الهيدروكسيل الفعالة أثناء الاحتراق لإيقاف سلسلة التفاعلات.

تطلق بعض المركبات الكلورية أو البرومية عند تحللها حرارياً غازات كلوريد أو بروميد الهيدروجين،

والتي يمكنها أن تتفاعل مع الجذور الحرة العالية الفعالية من الهيدروجين أو الهيدروكسيل (H^* & OH^*) المنتشرة مع اللهب، ما يؤدي لتشكل جزيئات جديدة غير فعالة وجذور حرة من الكلور والبروم (Cl^* & Br^*) الأقل نشاطاً كيماوياً من قريناتها من الهيدروجين والهيدروكسيل،

ما يضعف من إمكانية حدوث احتراق وفق آلية الأكسدة الجذرية.

2-2- مركبات الفوسفور العضوية: يتضمن هذا الصنف بعض المركبات العضوية للفوسفور مثل:

– ثلاثي فينيل الفوسفات (Tri Phenyl phosphate: TPP)، أيضًا ثلاثي كريسيل الفوسفات (Tri-O-Cresyl Phosphate: TCP).

وتقوم آلية عملها على:

• تتفكك أكاسيد الفوسفور حرارياً لتولد رطوبةً تمتصها المركبات المتفككة لتعزز بالنهاية عمليات التفحيم، ويشكل اللهب مع الأكسجين ما يشبه الكأس الذي يولد مواد التفحيم، ثم تجري معظم هذه المظاهر في الطور الصلب.

3- التأثير المزدوج للفوسفور مع الآزوت: تعزز مركبات الآزوت (N₂ gas) تفاعلات تشكل الكربيد وحمض الفوسفور (P_nO_3n+1)⁽ⁿ⁺¹⁾.

4- مجموعة مشتقات الفوسفور والهالوجين معاً: ونستعرض منها ثلاثي (3،1- ثنائي كلوريد-2- بروبيل) الفوسفات [Tri (1,3-DiChloroisoPropyl) Phosphate: TDCPP].

2- المركبات اللاعضوية ومخمدات اللهب:

ومنها هيدروكسيد الألمنيوم وهيدروكسيد المغنيزيوم، وبعض مركبات البور كالبورات، وتقوم آلية عمل هيدروكسيدات الألمنيوم والمغنيزيوم على تحللها بتفاعل ماص للحرارة؛ ما يؤدي لانخفاض درجة حرارة المادة المعالجة وتأخر حدوث الاحتراق.

3- التأثير المزدوج للهالوجين مع الانتموان:

لا يملك الانتموان كعنصر أي فعالية كمضاد للحريق، ولكنه يعطينا بتفاعله مع المركبات الهالوجينية بروم الانتموان SbBr₃ الذي يمتص حرارة الطور الغازي:

● 2 Sb₂O₃ + 12 RBr → 4 SbBr₃ + 6 R₂O

ثم وبتولد غاز بروم الهيدروجين HBr غير القابل للاشتعال يتوقف توليد الجذور الحرة وفق التفاعلات:

 ■ 2 SbBr₃ + H₂ → 2 HBr +2 SbBr₂                      ●    2 SbBr₂ + H₂ → 2 HBr +2 SbBr
■      2 SbBr + H₂ → 2 HBr +2 Sb

4- آلية تطور النار ” ظاهرة ويك رايز Wick rise “:

تتحول وتنصهر الجزيئات غير القابلة للاحتراق والمتخلفة على سطح البوليمير لشمع ما يجعلها قابلة للاحتراق بحسب ظاهرة ويك رايز:

بوليمير فلوروكربوني، وبوليميرات سيليكونية، ومواد لا عضوية، ومؤخرات احتراق برومية الأساس، إذ تصاب خاصية منع النار لهذه المواد بخلل في حال بقائها على سطح الشعيرات.

5- الأقمشة الواقية من الحريق:

تتم حياكة نوع من القماش الواقي من الحريق من الألياف الزجاجية الخاصة التي تتحمل درجات الحرارة العالية، وتبلغ سماكة هذا النسيج عادة ما يقارب (1) ملم، ويتحمل درجات حرارة حتى 550 ْم، وغالباً ما يتم استخدام هذا النسيج في بناء السفن، أيضا في أبنية حقول النفط وكذلك معامل البتروكيماويات محمولة على هياكل معدنية متينة.

6- أنواع مؤخرات اللهب بحسب مجالات التطبيق:

نستعرض في الجدول (1) تصنيفاً لمؤخرات اللهب بحسب التطبيق:

7- شروط تجربة الغسيل:

– الغسالة المنزلية (L-5) مع 30 غ/ل منظف منزلي ” وزن العينة: 400 غرام “:

غسيل لمدة 75 دقيقة عند 60 مْ ← شطف لمدة 15 دقيقة ← عصير لمدة 3 دقيقة
← شطف لمدة 15 دقيقة ← عصير لمدة 15 دقيقة ← تجفيف بالتعليق

– التنظيف الجاف (D-5) ” وزن العينة 300 غرام “:

غسيل لمدة 75 دقيقة مع 3.78 ليتر بركلان و79 غرام صابون ← تفريغ ← شطف لمدة 15 دقيقة مع 3.78 ليتر بركلان ← تفريغ ← شطف لمدة 15 دقيقة مع 3.78 ليتر بركلان ← تفريغ ← تجفيف بالتعليق.

8- اختبار كيفية الاحتراق:

9- بعض النظم العالمية المعتمدة لتقييم مؤخرات الاحتراق:

يبين لنا الجدول (3) بعض نظم الاختبارات المعتمدة عالمياً:

10- أجهزة الاختبار الخاصة بتقييم فعالية مؤخرات الاحتراق: تبين لنا مجموعة الجداول والأشكال التالية طرائق الاختبار الخاصة بفعالية مؤخرات الاحتراق وذلك بحسب الغاية المعمولة لها: