סקירה כללית של טכנולוגיות מעכבי בעירה למוצרי גומי

פרט לכמה סוגים של גומי סינטטי, רובם מוצרי גומי סינטטי , כמו גומי טבעי , הם חומרים דליקים או דליקים . בתעשיות כגון אנרגיה חדשה , מערכות סוללות, ו ציוד אלקטרוני , דרישות מעכב בעירה גבוהות יותר מוטלות על רכיבי גומי, במיוחד עבור מוצרים כגון רפידות סוללה  ו בולמי רעידות ללא הלוגן מעכבי בעירה.

נכון לעכשיו, הגישות הטכניות העיקריות לשיפור עיכוב בעירה של מוצרי גומי  לִכלוֹל: 

מוֹסִיף מעכבי בעירה  אוֹ חומרי מילוי מעכבי בעירה

שינוי מיזוג עם חומרים מעכבי בעירה 

היכרות קבוצות פונקציונליות מעכבות בעירה  במהלך פילמור 

הגדלת ה צפיפות צולבות  של מוצרי גומי 

הסעיפים הבאים מספקים סיווג קצר והסבר של טכנולוגיות מעכבי בעירה מגומי .

1. טכנולוגיות מעכבי בעירה לגומי פחמימנים 

1.1 מאפיינים של גומי פחמימנים 

גומיות פחמימנים כוללים בעיקר: 

NR (גומי טבעי)  

SBR (סטירן-בוטדיאן גומי)  

BR (גומי בוטאדיאן)  

IIR (גומי בוטיל)  

EPR / EPDM (אתילן פרופילן גומי)  

לַמרוֹת NBR (גומי ניטריל)   הוא לא גומי פחמימנים טיפוסי, שלה שיטות טיפול מעכבי בעירה דומים ונדונים בדרך כלל יחד ביישומים הנדסיים. 

המאפיינים העיקריים של גומי פחמימנים כוללים: 

מדד החמצן המגביל (LOI): כ. 19–21     

טמפרטורת פירוק תרמי: 200-500 מעלות צלזיוס  

עיכוב בעירה גרוע ועמידות בחום

יצירת כמויות גדולות של גזים דליקים במהלך הבעירה 

לכן, כאשר נעשה שימוש ב רפידות סוללה , רפידות שיכוך תעשייתיות, או רכיבי בידוד רעידות כלליים , שינוי מעכב בעירה חיוני.  

1.2 שיטות מעכבות בעירה נפוצות לגומי פחמימנים 

(1) מיזוג עם פולימרים מעכבי בעירה 

על ידי מיזוג גומיות פחמימניות עם פולימרים מעכבי בעירה כגון: 

פוליוויניל כלוריד (PVC) 

פוליאתילן כלור (CPE) 

פוליאתילן כלורוסולפוני (CSM) 

אתילן-ויניל אצטט (EVA) 

ניתן לשפר את עיכוב הבעירה במידה מסוימת. במהלך המיזוג, יש להקדיש תשומת לב מיוחדת: 

תאימות חומרים

תכנון מערכת הצלבה משותפת

שיטה זו משמשת בדרך כלל עבור רפידות סוללה מבניות  אוֹ רכיבי שיכוך שאינם בעלי גמישות גבוהה.

(2) הוספת חומרים מעכבי בעירה (גישה ראשונית) 

התוספת של מעכבי בעירה  היא השיטה החשובה ביותר לשיפור עיכוב בעירה בגומיות פחמימניות וניתן לשפר אותה עוד יותר באמצעותה מערכות סינרגטיות.

מעכבי בעירה אורגניים על בסיס הלוגן (פתרונות מסורתיים): 

נגזרות Hexachlorocyclopentadiene 

אתר דקברומודיפניל

פרפין כלור

מעכבי בעירה אנאורגניים: 

אנטימון טריאוקסיד (Sb₂O₃)  (בשימוש נפוץ)

בוראט אבץ

אלומיניום הידרוקסיד

אמוניום כלוריד

⚠ הערות חשובות: 
אסור להכיל מעכבי בעירה על בסיס הלוגן הלוגנים חינם , אחרת הם עלולים: 

קורוזיה ציוד ותבניות עיבוד

הפחת את ביצועי הבידוד החשמלי

להשפיע לרעה על התנגדות ההזדקנות

ב- אנרגיה חדשה  ו תעשיות אלקטרוניקה, בולמי רעידות ללא הלוגן מעכבי בעירה הפכו למיינסטרים, מה שמוביל להעדפה חזקה של מערכות מעכבי בעירה ללא הלוגן.

(3) הוספת חומרי מילוי אנאורגניים מעכבי בעירה 

חומרי מילוי נפוצים כוללים: 

סידן פחמתי

חימר קאולין

טַלק

סיליקה מושקעת

אלומיניום הידרוקסיד

שיטה זו משפרת את עיכוב בעירה על ידי: 

הפחתת הפרופורציה של חומר אורגני דליק 

ניצול ה אפקט פירוק אנדותרמי  של חומרי מילוי 

לְדוּגמָה: 

סידן פחמתי ו אלומיניום הידרוקסיד לספוג חום משמעותי במהלך הפירוק 

עם זאת, יש לשים לב לעובדה זאת: 

טעינת מילוי מוגזמת מפחיתה תכונות מכניות 

לא מתאים ל גמישות גבוהה  אוֹ רכיבי בידוד רעידות בעלי שיכוך גבוה

(4) הגדלת צפיפות הגומי Crosslink  

מחקרים הראו זאת: 

צפיפות צולבות גבוהה יותר ← אינדקס חמצן גבוה יותר ← עיכוב בעירה משופר

מנגנון זה קשור כנראה ל עלייה בטמפרטורת הפירוק התרמי .

גישה זו יושמה בהצלחה ב מערכות גומי EPDM  ומתאים ל:

רפידות סוללה בשימוש בסביבות טמפרטורה בינונית עד גבוהה

רכיבי גומי מעכבי בעירה מעכבי בעירה

2. מאפיינים מעכבי בעירה של גומי הלוגן 

גומיות הלוגן מכילים מטבעם אלמנטים הלוגן ומציגים בדרך כלל: 

אינדקס חמצן: 28–45   

אינדקס חמצן FPM (פלואורוברבר) העולה על 65     

תכולת הלוגן גבוהה יותר → עיכוב בעירה טוב יותר 

התנהגות כיבוי עצמי לאחר הסרת להבה

כתוצאה מכך, טיפול מעכב בעירה בגומי הלוגנציה הוא קל יחסית, ולעיתים דורש רק חיזוק קטן עם מעכבי בעירה. 

⚠ עם זאת, בשל תקנות איכות הסביבה  (כְּגוֹן RoHS ו לְהַגִיעַ) ומגמות בתחום תעשיית אנרגיה חדשה , פתרונות ללא הלוגן מועדפים יותר ויותר. זוהי סיבה מרכזית לאימוץ הנרחב של בולמי רעידות ללא הלוגן מעכבי בעירה.

3. טכנולוגיות מעכבות בעירה לגומי הטרוצ'יין 

הכי מייצג גומי הטרוצ'יין  הוא: 

דימתיל סיליקון גומי (VMQ) 

המאפיינים העיקריים שלו כוללים: 

אינדקס חמצן של כ-25 

טמפרטורת פירוק תרמי עד 400-600 מעלות צלזיוס  

יציבות מעולה בטמפרטורה גבוהה

מנגנונים מעכבי בעירה של גומי סיליקון כוללים בעיקר: 

גָדֵל טמפרטורת פירוק תרמי 

הגדלת הכמות של שרידי פחם לאחר פירוק 

צמצום ה קצב ייצור של גזים דליקים 

כתוצאה מכך, גומי סיליקון  נמצא בשימוש נרחב ב: 

רפידות סוללה בטמפרטורה גבוהה

רכיבי שיכוך מעכבי בעירה נטולי הלוגן ברמה גבוהה

רכיבי חציצה מגנים לציוד אלקטרוני ואנרגיה חדש

מַסְקָנָה

העיצוב מעכב בעירה של מוצרי גומי  יש לשקול באופן מקיף על בסיס סוג גומי, סביבת אפליקציה, ו דרישות רגולטוריות .

עבור יישומים כגון: 

רפידות סוללה

בולמי רעידות ללא הלוגן מעכבי בעירה

מומלץ לתעדף: 

מערכות מעכבות בעירה ללא הלוגן

עיצוב צפיפות צולבות נכון

פתרונות מאוזנים בין חומרי מילוי מעכבי בעירה וביצועים מכניים

פרט לכמה סוגים של גומי סינטטי, רובם מוצרי גומי סינטטי , כמו גומי טבעי , הם חומרים דליקים או דליקים .