مبدأ مثبطات اللهب للكابل منخفض الدخان الخالي من الهالوجين
مثبطات اللهب الخالية من الهالوجينتنتج القليل من الدخان عند الاحتراق، ولا تنتج غازات سامة أو مسببة للتآكل. إضافات مثبطات اللهب الخالية من الهالوجين هي بشكل رئيسي مركبات الفوسفور وهيدروكسيدات المعادن. وهذان النوعان من المركبات لا يتطايران ولا ينتجان غازات أكالة عند الاحتراق، ويطلق عليهما اسم مثبطات اللهب الخالية من التلوث. فيما يلي مقدمة لمبدأ مثبطات اللهب الخاصة بمثبطات اللهب الخالية من الهالوجين:
1. تأثير ماص للحرارة
الحرارة المنبعثة من أي احتراق في وقت قصير تكون محدودة. إذا كان من الممكن امتصاص جزء من الحرارة الصادرة عن مصدر النار في وقت قصير، فسيتم تقليل درجة حرارة اللهب، وسوف تشع الحرارة إلى سطح الاحتراق والحرارة المؤثرة على تحلل الجزيئات القابلة للاحتراق المتحولة إلى غاز إلى جذور حرة. سيتم تخفيضها، وسيتم منع رد فعل الاحتراق إلى حد ما. في ظل ظروف درجات الحرارة المرتفعة، يخضع مثبط اللهب لتفاعل ماص للحرارة قوي، ويمتص جزءًا من الحرارة الصادرة عن الاحتراق، ويقلل من درجة حرارة السطح القابل للاحتراق، ويمنع بشكل فعال توليد الغازات القابلة للاحتراق، ويمنع انتشار الاحتراق. تتمثل آلية مثبطات اللهب في مثبطات اللهب آل(أوه)3 في تحسين خصائص مثبطات اللهب عن طريق زيادة السعة الحرارية للبوليمر بحيث يمتص المزيد من الحرارة قبل الوصول إلى درجة حرارة التحلل الحراري. هذا النوع من مثبطات اللهب يعطي الفرصة الكاملة لخصائصه المتمثلة في امتصاص كمية كبيرة من الحرارة عند دمجها مع بخار الماء لتحسين قدرته على تثبيط اللهب.
2. تأثير التغطية
بعد إضافة مثبطات اللهب إلى المواد القابلة للاحتراق، يمكن لمثبطات اللهب أن تشكل طبقة تغطية رغوية زجاجية أو مستقرة عند درجة حرارة عالية، مما يعزل الأكسجين، ويكون لها تأثيرات العزل الحراري، وعزل الأكسجين، ومنع هروب الغازات القابلة للاحتراق، وبالتالي تحقيق الغرض من مثبطات اللهب. على سبيل المثال، عند تسخين مثبطات اللهب الفسفورية العضوية، فإنها يمكن أن تنتج مواد صلبة مترابطة أو طبقات متفحمة ذات هياكل أكثر استقرارًا. يمكن أن يمنع تكوين الطبقة المتفحمة البوليمر من المزيد من الانحلال الحراري من ناحية، ومن ناحية أخرى، يمكن أن يمنع منتجات التحلل الحراري بداخله من الدخول إلى الطور الغازي للمشاركة في عملية الاحتراق.
3. تثبيط التفاعل المتسلسل
وفقا لنظرية التفاعل المتسلسل للاحتراق، هناك حاجة إلى الجذور الحرة للحفاظ على الاحتراق. يمكن أن تعمل مثبطات اللهب على منطقة احتراق الطور الغازي، وتلتقط الجذور الحرة في تفاعل الاحتراق، وبالتالي تمنع انتشار اللهب، وتقلل من كثافة اللهب في منطقة الاحتراق، وفي النهاية تقلل معدل تفاعل الاحتراق حتى يتوقف. على سبيل المثال، تحتوي مثبطات اللهب المحتوية على الهالوجين على درجة حرارة تبخر تساوي أو تشبه درجة حرارة تحلل البوليمر. عندما يتحلل البوليمر بالحرارة، يتبخر مثبط اللهب أيضًا في نفس الوقت. في هذا الوقت، تكون مثبطات اللهب المحتوية على الهالوجين ومنتجات التحلل الحراري في منطقة احتراق الطور الغازي في نفس الوقت. يمكن للهالوجين التقاط الجذور الحرة في تفاعل الاحتراق، وبالتالي منع انتشار اللهب، وتقليل كثافة اللهب في منطقة الاحتراق، وفي النهاية تقليل معدل تفاعل الاحتراق حتى يتوقف.
4. تأثير الاختناق للغاز غير القابل للاحتراق
عند تسخينها،مقاوم للهبيتحلل إلى غاز غير قابل للاحتراق، مما يخفف تركيز الغاز القابل للاحتراق المتحلل من الغاز القابل للاحتراق إلى أقل من الحد الأدنى للاحتراق. وفي الوقت نفسه، فإنه يخفف أيضًا تركيز الأكسجين في منطقة الاحتراق، مما يمنع الاحتراق من الاستمرار، وبالتالي تحقيق تأثير مثبط اللهب.
