ما هي المواد المستخدمة في الأسلاك والكابلات المقاومة للهب؟

سلك مقاوم للهب، يشير إلى سلك يتمتع بظروف مقاومة للحريق. عادةً، في حالة الاختبار، بعد احتراق السلك، وفي حال انقطاع التيار الكهربائي، سيتم التحكم في الحريق ضمن نطاق معين، ولن ينتشر، وهو مزود بخصائص مقاومة للحريق ومانع للدخان السام. يُعد سلك مقاوم للهب جزءًا أساسيًا من السلامة الكهربائية، لذا فإن اختيار مادته أمر بالغ الأهمية. تشمل مواد أسلاك مقاومة اللهب الشائعة الاستخدام في السوق حاليًا:بولي كلوريد الفينيل, بولي إيثيلين مشبع بالبولي إيثيلين، المطاط السيليكوني ومواد العزل المعدنية.

اختيار مواد الأسلاك والكابلات المقاومة للهب

كلما ارتفع مؤشر الأكسجين للمادة المستخدمة في كابل مثبطات اللهب، كان أداء مثبطات اللهب أفضل، ولكن مع زيادة مؤشر الأكسجين، من الضروري فقدان بعض الخصائص الأخرى. إذا انخفضت الخصائص الفيزيائية وخصائص عملية المادة، وصعوبة التشغيل، وزيادة تكلفة المادة، لذلك من الضروري اختيار مؤشر الأكسجين بشكل معقول ومناسب، يصل مؤشر الأكسجين لمادة العزل العامة إلى 30، ويمكن للمنتج اجتياز متطلبات اختبار الفئة C في المعيار، إذا كانت مواد الغلاف والحشو مواد مثبطة للهب، يمكن للمنتج تلبية متطلبات الفئة B والفئة A. تنقسم مواد الأسلاك والكابلات المثبطة للهب بشكل رئيسي إلى مواد مثبطة للهب مهلجنة ومواد مثبطة للهب خالية من الهالوجين؛

1. المواد المهلجنة المقاومة للهب

بفضل تحلل هاليد الهيدروجين وإطلاقه عند تسخينه، يستطيع هاليد الهيدروجين التقاط الجذر الحر النشط (HO)، مما يُؤخر احتراق المادة أو يُخمد، مما يُحقق الغرض منه كمثبط للهب. يُستخدم عادةً كلوريد البولي فينيل، ومطاط النيوبرين، والبولي إيثيلين المكلور سلفونات، ومطاط الإيثيلين-البروبيلين، وغيرها من المواد.

(1) بولي فينيل كلوريد (PVC) مقاوم للهب: بفضل سعره المنخفض، وعزله الجيد، ومقاومته للهب، يُستخدم على نطاق واسع في الأسلاك والكابلات المقاومة للهب. لتحسين مقاومته للهب، غالبًا ما تُضاف إليه مثبطات اللهب الهالوجينية (إثيرات عشاري البروم ثنائي الفينيل)، والبارافينات المكلورة، ومثبطات اللهب التآزرية.

مطاط الإيثيلين والبروبيلين (EPDM): هيدروكربونات غير قطبية، ذات خصائص كهربائية ممتازة، ومقاومة عزل عالية، وخسارة عازلة منخفضة، ولكن مطاط الإيثيلين والبروبيلين هو مادة قابلة للاشتعال، ويجب علينا تقليل درجة الترابط بين مطاط الإيثيلين والبروبيلين، وتقليل انقطاع السلسلة الجزيئية الناجم عن المواد ذات الوزن الجزيئي المنخفض، من أجل تحسين خصائص مقاومة اللهب للمادة؛

(2) مواد مثبطة للهب منخفضة الدخان والهالوجين
يُستخدم بشكل رئيسي في كلوريد البولي فينيل والبولي إيثيلين المكلور سلفونات. يُضاف CaCO3 وA(IOH)3 إلى تركيبة PVC. يُقلل بورات الزنك وMoO3 من انبعاث حمض الهيدروكلوريك وكمية الدخان من كلوريد البولي فينيل المُثبط للهب، مما يُحسّن من مقاومة المادة للهب، ويُقلل من انبعاثات الهالوجين والضباب الحمضي والدخان، ولكنه قد يُخفض مؤشر الأكسجين بشكل طفيف.

2. مواد مقاومة للهب خالية من الهالوجين

البولي أوليفينات مواد خالية من الهالوجين، تتكون من هيدروكربونات تُحلل ثاني أكسيد الكربون والماء عند احتراقها دون إنتاج دخان أو غازات ضارة تُذكر. يتكون البولي أوليفين بشكل رئيسي من بوليمرات البولي إيثيلين (PE) وإيثيلين-فينيل أسيتات (E-VA). هذه المواد نفسها لا تحتوي على مثبطات لهب، وتحتاج إلى إضافة مثبطات لهب غير عضوية ومثبطات لهب من سلسلة الفوسفور لمعالجتها وتحويلها إلى مواد عملية مقاومة للهب خالية من الهالوجين. ومع ذلك، نظرًا لنقص المجموعات القطبية في السلسلة الجزيئية للمواد غير القطبية ذات النزعة للماء، فإن تقاربها مع مثبطات اللهب غير العضوية ضعيف، ويصعب ربطها بقوة. لتحسين النشاط السطحي للبولي أوليفين، يمكن إضافة مواد خافضة للتوتر السطحي إلى التركيبة. أو في البولي أوليفين المخلوط مع بوليمرات تحتوي على مجموعات قطبية، وذلك لزيادة كمية حشو مثبطات اللهب، وتحسين الخواص الميكانيكية وخصائص المعالجة للمادة، مع الحصول على مثبطات لهب أفضل. يمكن ملاحظة أن الأسلاك والكابلات المقاومة للهب لا تزال مفيدة للغاية، كما أن استخدامها صديق للبيئة للغاية.