مقدمة
في المطارات والمستشفيات ومراكز التسوق ومحطات المترو والمباني الشاهقة وغيرها من الأماكن الحيوية، ولضمان سلامة الأفراد في حال نشوب حريق واستمرار عمل أنظمة الطوارئ بكفاءة، من الضروري استخدام أسلاك وكابلات مقاومة للحريق ذات مقاومة عالية. ونظرًا لتزايد الاهتمام بالسلامة الشخصية، يتزايد الطلب في السوق على الكابلات المقاومة للحريق، وتتوسع مجالات استخدامها، مما يرفع من متطلبات جودة هذه الأسلاك والكابلات.
يشير مصطلح الأسلاك والكابلات المقاومة للحريق إلى تلك التي تتمتع بالقدرة على العمل بشكل متواصل في حالة محددة عند تعرضها للهب لفترة زمنية محددة، أي قدرتها على الحفاظ على سلامة الخط. تتكون هذه الأسلاك والكابلات عادةً من طبقة عازلة بين الموصل وطبقة عازلة، بالإضافة إلى طبقة حرارية. تتكون هذه الطبقة الحرارية عادةً من شريط ميكا حراري متعدد الطبقات ملفوف مباشرة حول الموصل. يمكن تلبيد هذا الشريط ليتحول إلى مادة عازلة صلبة وكثيفة تلتصق بسطح الموصل عند تعرضه للحريق، مما يضمن التشغيل الطبيعي للخط حتى في حال احتراق البوليمر عند تعرضه للهب. لذلك، يُعد اختيار شريط الميكا المقاوم للحريق عاملاً حاسماً في جودة هذه الأسلاك والكابلات.
1- تركيب أشرطة الميكا المقاومة للحرارة وخصائص كل تركيبة
في شريط الميكا المقاوم للحرارة، يُعدّ ورق الميكا المادة العازلة للكهرباء والمقاومة للحرارة، إلا أنه ضعيف للغاية، لذا يجب تدعيمه بمادة مُقوّية لزيادة متانته. ولجعل ورق الميكا والمادة المُقوّية متجانسين، يُستخدم لاصق. وبالتالي، تتكون المادة الخام لشريط الميكا المقاوم للحرارة من ورق الميكا، ومادة مُقوّية (قماش أو غشاء زجاجي)، ومادة لاصقة راتنجية.
1. ورق الميكا
ينقسم ورق الميكا إلى ثلاثة أنواع وفقًا لخصائص معادن الميكا المستخدمة.
(1) ورق الميكا المصنوع من الميكا البيضاء؛
(2) ورق الميكا المصنوع من ميكا الذهب؛
(3) ورق الميكا المصنوع من الميكا الاصطناعية كمادة خام.
تتميز هذه الأنواع الثلاثة من ورق الميكا بخصائصها المتأصلة.
من بين أنواع ورق الميكا الثلاثة، يتميز ورق الميكا الأبيض بأفضل الخصائص الكهربائية عند درجة حرارة الغرفة، يليه ورق الميكا الصناعي، بينما يتميز ورق الميكا الذهبي بأداء ضعيف. أما عند درجات الحرارة العالية، فيتفوق ورق الميكا الصناعي، يليه ورق الميكا الذهبي، ثم ورق الميكا الأبيض. لا يحتوي ورق الميكا الصناعي على ماء بلوري، وتبلغ درجة انصهاره 1370 درجة مئوية، مما يجعله الأفضل مقاومةً للحرارة العالية. يبدأ ورق الميكا الذهبي بإطلاق الماء البلوري عند 800 درجة مئوية، ويتمتع بثاني أفضل مقاومة للحرارة العالية. أما ورق الميكا الأبيض، فيبدأ بإطلاق الماء البلوري عند 600 درجة مئوية، ويتمتع بمقاومة ضعيفة للحرارة العالية. يُستخدم كل من ورق الميكا الذهبي وورق الميكا الصناعي عادةً في إنتاج أشرطة الميكا المقاومة للحرارة، والتي تتميز بخصائص حرارية أفضل.
1.2 مواد التقوية
تُستخدم عادةً مواد تقوية من القماش الزجاجي والأغشية البلاستيكية. القماش الزجاجي عبارة عن خيوط متصلة من الألياف الزجاجية المصنوعة من زجاج خالٍ من القلويات، ويجب نسجها. أما الأغشية، فيمكن استخدام أنواع مختلفة من الأغشية البلاستيكية، حيث يُسهم استخدامها في خفض التكاليف وتحسين مقاومة السطح للتآكل، ولكن يجب ألا تُلحق نواتج الاحتراق ضررًا بعزل ورق الميكا، كما يجب أن تتمتع بقوة كافية. ومن المواد الشائعة الاستخدام حاليًا أغشية البوليستر والبولي إيثيلين، وغيرها. تجدر الإشارة إلى أن قوة شد شريط الميكا تعتمد على نوع مادة التقوية، وعادةً ما تكون قوة شد شريط الميكا المُقوّى بالقماش الزجاجي أعلى من قوة شد شريط الميكا المُقوّى بالأغشية. بالإضافة إلى ذلك، ورغم أن قوة الشد العكسي لأشرطة الميكا عند درجة حرارة الغرفة تعتمد على نوع ورق الميكا، إلا أنها ترتبط ارتباطًا وثيقًا بمادة التقوية، وعادةً ما تكون قوة الشد العكسي لأشرطة الميكا المُقوّاة بالأغشية عند درجة حرارة الغرفة أعلى من قوة الشد العكسي لأشرطة الميكا غير المُقوّاة بالأغشية.
1. 3 مواد لاصقة راتنجية
يجمع اللاصق الراتنجي بين ورق الميكا ومادة التقوية في مادة واحدة. يجب اختيار اللاصق بحيث يلبي متطلبات قوة الربط العالية بين ورق الميكا ومادة التقوية، مع مراعاة أن شريط الميكا يتمتع بمرونة معينة ولا يتفحم بعد الاحتراق. من الضروري ألا يتفحم شريط الميكا بعد الاحتراق، لأن ذلك يؤثر بشكل مباشر على مقاومته للعزل. وبما أن اللاصق، عند لصق ورق الميكا ومادة التقوية، يتغلغل في مسام كليهما، فإنه يصبح موصلاً للكهرباء إذا احترق وتفحم. حاليًا، يُعد اللاصق الراتنجي السيليكوني هو اللاصق الأكثر شيوعًا لشريط الميكا المقاوم للحرارة، والذي ينتج مسحوق السيليكا الأبيض بعد الاحتراق، ويتميز بخصائص عزل كهربائي جيدة.
خاتمة
(1) عادة ما يتم تصنيع أشرطة الميكا المقاومة للحرارة باستخدام ميكا الذهب والميكا الاصطناعية، والتي تتمتع بخصائص كهربائية أفضل في درجات الحرارة العالية.
(2) ترتبط قوة الشد لأشرطة الميكا بنوع مادة التقوية، وتكون خصائص الشد لأشرطة الميكا المقواة بنسيج زجاجي أعلى بشكل عام من تلك الخاصة بأشرطة الميكا المقواة بالأغشية.
(3) ترتبط قوة IDF لأشرطة الميكا في درجة حرارة الغرفة بنوع ورق الميكا، ولكن أيضًا بمادة التقوية، وعادة ما تكون أعلى بالنسبة لأشرطة الميكا ذات التقوية الفيلمية مقارنة بتلك التي لا تحتوي عليها.
(4) المواد اللاصقة المستخدمة في أشرطة الميكا المقاومة للحريق غالباً ما تكون مواد لاصقة من السيليكون.
تاريخ النشر: 30 يونيو 2022