Flame-Retardant

سیستم‌های پلی‌یورتان به ده‌ها شکل در زندگی ما وجود دارند. با این حال، رفتار آتش‌سوزی این ماده عایقی چالش بزرگی در زندگی ما و صنعت به حساب می‌آید. در میان فوم‌های بر پایه ایزوسیانات، فوم‌های پلی‌یورتان (هم ریجید و هم منعطف)، ماهیتاً قابل اشتعال هستند. استفاده مناسب از تاخیراندازهای اشتعال می‌تواند تا حدی منجر به ایجاد فوم‌های یورتان مقاوم در برابر آتش شود. ساز و کار سوختن به صورت شماتیک در زیر نشان داده شده است.

اصل تاخیراندازی اشتعال، متوقف کردن چرخه سوختن می‌باشد (همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است). با توجه به ساز و کار اشتعال، مکانیسم تاخیرانداز را می توان به صورت زیر ترسیم نمود:

  • با افزودن عوامل زغال‌ساز، یعنی عوامل کم‌آب مانند فسفات‌ها می‌توان تولید گازهای قابل احتراق را کاهش داد.
  • با افزودن جاذب‌های رادیکال آزاد (مانند ترکیبات کلر یا  برم)، چرا که واکنش سوختن یک واکنش رادیکالی است.
  • با افزودن پرکننده‌هایی مانند تری هیدرات آلومینا برای کاهش قدرت حرارتی سوختن
  • با ترکیب پیوندهای پایدارتر حرارتی مانند پیوندهای ایزوسیانورات برای کاهش تجزیه حرارتی (فوم‌های پلی‌ایزوسیانورات متعلق به این دسته هستند).

فوم‌های پلی‌یورتان عمدتاً برای عایق محصولات مختلف صنعتی و نیز تولید فوم‌های منعطف کاربرد دارند. از آنجایی که این مواد پلیمرهای ترموست هستند، مواد افزودنی مانند تاخیراندازهای اشتعال معمولاً در طی پلیمریزاسیون ترکیب می‌شوند. تجهیزات تولید فوم‌های پلی‌یورتان به طور کلی برای کنترل مایعات طراحی شده و از استفاده از افزودنی‌های جامد مقاوم در برابر شعله جلوگیری می‌شود. فوم پلی‌یورتان معمولاً با افزودن ترکیبات حاوی فسفر و/یا هالوژن در فرمولاسیون باعث تاخیر در شعله می‌گردد. از آنجایی که این بازدارنده‌های آتش افزودنی‌های غیر واکنشی هستند، به طور دائم به پلیمر متصل نشده و از این رو، تمایل به مهاجرت به سطح فوم را دارند. این منجر به از بین رفتن تاخیراندازی شعله با گذشت زمان می‌شود. بازدارنده‌های سوختن بر اساس انواع مختلفی طبقه‌بندی می‌شوند، از جمله مایع، پودر، واکنش‌پذیر، غیر واکنشی، جاذب رادیکال، زغال زایی، افزودنی‌های غیر کالری و ترکیب پیوندهای پایدارتر حرارتی مانند پیوند ایزوسیانورات.


سمیت دود حاصل از پلی‌یورتان چیست؟

پلی‌یورتان ماده‌ای با ماهیت آلی و در نتیجه قابل اشتعال است. اگر مستقیماً تحت تأثیر آتش‌سوزی قرار گیرد، دودهای تولید شده در حین احتراق دارای ترکیبی شبیه به سایر محصولات آلی است که به طور روزانه مورد استفاده قرار می‌گیرند. علاوه بر این، برای جلوگیری از آسیب آتش‌سوزی به سازه‌های ساختمانی، سیستم‌های پلی‌یورتان توسط مواد دیگری که در برابر آتش مقاوم‌تر هستند مانند بتن، آجر، گچ، ملات و غیره محافظت می‌شوند.

اگر آتش به حدی باشد که این محافظت از بین برود، سیستم‌های پلی‌یورتان هنگام برخورد با شعله مثل دیگر مواد آلی سوزند، اما با یک ویژگی خاص؛ پلی‌یورتان مانند سایر پلاستیک‌ها (مثلا پلی‌استایرن) ذوب نمی‌شود یا چکه نمی‌کند، اما سطحی که در تماس با شعله قرار می‌گیرد، هسته را کربن کرده و از آن محافظت می‌کند، در نتیجه تا حدودی پایداری ساختاری را برای مدت زمان مشخصی حفظ می‌کند. در بسیاری از موارد ذکر می‌گردد که منشا آتش‌سوزی، مواد پلاستیکی مانند پلی‌یورتان است که در ایزوله‌سازی ساختمان استفاده می‌شوند، اما قطعا این موضوع صحت ندارد. پلی‌یورتان‌ها این ویژگی را دارند که در تماس با آتش به جای ذوب شدن، تولید زغال کرده و از هسته در برابر شعله محافظت کنند. این امر باعث می‌شود که سازه برای مدتی پایدار بماند. به همین دلیل، سیستم‌های پلی‌یورتان هرگز منشا آتش سوزی نیستند.

فوم‌های پلی‌ایزوسیانورات از انواع خاص بسیار مقاوم در برابر آتش و مقاوم در برابر حرارت بوده و می‌توانند نیازهای موجود در قوانین ساختمانی را برآورده کنند. با این حال، فوم‌های پلی‌ایزوسیانورات اصلاح‌نشده به‌ طور فوق‌العاده‌ای شکننده بوده و بنابراین نمی‌توانند برای کاربردهای صنعتی استفاده شوند. فوم‌های پلی‌ایزوسیانورات اصلاح شده توسط پیوندهای یورتانی در دماهای بالا به طور قابل توجهی مقاوم در برابر شعله و پایدار هستند و شکنندگی کمی دارند، بنابراین از این نوع فوم برای کاربردهای بسیار مقاوم در برابر شعله مانند عایق‌کاری پتروشیمی‌ها استفاده می‌گردد. این امر به ویژه در مورد فوم پلی‌یورتان تولید شده از پلی‌استر پلی‌ال‌ها صادق است. این پلی‌ال‌ها در شرایط مرطوب تمایل به تجزیه دارند و در صورت وجود محصولات تجزیه حرارتی یا هیدرولیز مواد بازدارنده شعله، به سرعت تجزیه می‌شوند. علاوه بر این، در مورد فوم‌های پلی‌یورتان بر پایه پلی‌استر، پایداری در برابر هیدرولیز شدن، یکی دیگر از معیارهای مهمی است که باید در طراحی فرمولاسیون رعایت شود.

طیف گسترده‌ای از محصولات عایق تولید شده با سیستم‌های پلی‌یورتان نه تنها با مقررات فعلی راندمان انرژی مطابقت دارند، بلکه استانداردهای مقاومت در برابر آتش اروپا را نیز برآورده می کنند. محصولات پلی‌یورتان در طبقه بندی اروپایی، بین B1 تا B3 قرار می­‌گیرند.

۲ Comments

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *