ประเภทสารหน่วงไฟและกลไกของมัน: การวิเคราะห์เชิงเทคนิคอย่างลึกซึ้ง
สร้างใน 2025.12.11
สารหน่วงไฟถูกใช้ในหลายสิ่ง เช่น อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ สิ่งก่อสร้าง รถยนต์ และผลิตภัณฑ์ที่เราใช้ในชีวิตประจำวัน กฎระเบียบด้านความปลอดภัยจากไฟกำลังเข้มงวดขึ้นทั่วโลก ดังนั้น วิศวกรจึงต้องเข้าใจวิธีการทำงานของสารหน่วงไฟที่แตกต่างกันอย่างแท้จริง เพื่อที่พวกเขาจะได้เลือกสารที่ทำให้สิ่งต่างๆ ปลอดภัยขึ้นโดยไม่ก่อให้เกิดปัญหาอื่นๆ
บทความนี้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับประเภทของสารหน่วงไฟและวิธีการทำงานของมัน เราจะมุ่งเน้นไปที่วิธีการแทนที่จะเป็นเพียงการระบุข้อเท็จจริง
ทำไมสารหน่วงไฟและความปลอดภัยจากไฟจึงสำคัญมากกว่าที่เคย
หนึ่งในจุดอ่อนที่ใหญ่ที่สุดของโพลิเมอร์อินทรีย์คือแนวโน้มที่จะติดไฟ วัสดุที่ใช้กันทั่วไป—โพลีโพรพิลีน, โพลีเอทิลีน, ไนลอน, และพลาสติกที่คล้ายกัน—สามารถติดไฟได้อย่างง่ายดาย เมื่อมันติดไฟ มักจะปล่อยความร้อนสูง, ควันหนา, และก๊าซที่เป็นอันตราย ผลพลอยได้เหล่านี้มักเป็นสาเหตุของการบาดเจ็บและการเสียชีวิตที่รุนแรงที่สุดในระหว่างไฟไหม้ ไม่ใช่เปลวไฟเอง
หากไม่มีสารหน่วงไฟที่เหมาะสม พลาสติกหลายชนิดที่เราใช้ในชีวิตประจำวันจะไม่ผ่านการตรวจสอบความปลอดภัยในปัจจุบัน เช่น การจัดอันดับ UL94 V-0. สิ่งต่างๆ เช่น:
- ส่วนประกอบ EV และอุปกรณ์ชาร์จ
- สายไฟและสายข้อมูลความเร็วสูง
- เคสสำหรับอิเล็กทรอนิกส์และอะแดปเตอร์
- แผ่นก่อสร้างและวัสดุฉนวน
- ชิ้นส่วนภายในในรถบัส รถไฟ และเครื่องบิน
สิ่งเหล่านี้จะล้มเหลวในการทดสอบไฟ.
สารหน่วงไฟหยุดไฟโดยการเปลี่ยนแปลงวิธีที่วัสดุไหม้. ระบบที่ดีสำหรับพลาสติกบางชนิดสามารถ:
- ทำให้เกิดไฟได้ยากขึ้น.
- ชะลอความเร็วในการเติบโตของไฟ. นี่มีประโยชน์มาก.
- หยุดไฟไม่ให้แพร่กระจายบนพื้นผิว.
- ทำให้เกิดควันน้อยลงเพื่อให้ผู้คนสามารถหลบหนีได้ง่ายขึ้นและไม่สูดดมสารที่เป็นอันตราย.
- เพิ่มปริมาณออกซิเจนที่ต้องการเพื่อให้มันยังคงไหม้ต่อไป.
- รักษาสิ่งต่างๆ ไม่ให้พังทลายเร็วเกินไป เพื่อให้ผู้คนมีเวลาออกไปมากขึ้น.
แต่สิ่งสำคัญคือต้องเข้าใจว่าพลาสติกแต่ละชนิดติดไฟแตกต่างกันและตอบสนองต่อสารหน่วงไฟแตกต่างกัน การเลือกสารหน่วงไฟที่เหมาะสมต้องการความเข้าใจอย่างถ่องแท้เกี่ยวกับวิธีการทำงานของสารเคมี ว่ามันผสมได้ดีกับพลาสติกหรือไม่ และกฎระเบียบในปัจจุบันคืออะไร.
ประเภทและกลไกของสารหน่วงไฟหลัก
สารหน่วงไฟถูกจัดกลุ่มตามสิ่งที่ทำขึ้นและวิธีที่พวกมันหยุดไฟ ไม่ว่าจะในอากาศหรือตัววัสดุเอง นี่คือการแบ่งประเภทอย่างง่ายของประเภทหลัก:
1. สารหน่วงไฟที่มีฮาโลเจน (โบรมีนและคลอรีน)
สารเหล่านี้มีชื่อเสียงในการทำงานได้ดีแม้จะใช้ในปริมาณน้อย ซึ่งช่วยลดต้นทุนและทำให้วัสดุทำงานได้ตามที่ควร
นี่คือวิธีการทำงานของพวกเขา:
พวกเขาทำงานในอากาศเป็นหลัก เมื่อพวกเขาเผาไหม้ พวกเขาจะแตกตัวและปล่อยเรเดคัลฮาโลเจน (เช่น โบรมีนหรือคลอไรด์) เรเดคัลเหล่านี้หยุดเรเดคัลอิสระที่มีพลังงานสูง (OH• และ H•) ที่ทำให้ไฟลุกไหม้ เมื่อวงจรนี้ถูกหยุด ไฟก็ไม่สามารถดำเนินต่อไปได้
ข้อดี:
- มีประสิทธิภาพในการหยุดเปลวไฟได้ดีมาก
- เหมาะสำหรับพลาสติกที่ต้องปฏิบัติตามกฎความปลอดภัยที่เข้มงวด (UL94 V-0) และคุณมักไม่ต้องใช้มากนัก
- ดีสำหรับชิ้นส่วนบางที่คุณไม่สามารถเพิ่มสารเติมเต็มได้มาก
ข้อเสีย:
- สามารถสร้างควันและก๊าซที่กัดกร่อนสิ่งต่าง ๆ (ก๊าซไฮโดรเจนฮาไลด์) เมื่อถูกเผาไหม้。
- บางประเภทเก่ากำลังถูกจำกัด (REACH, RoHS, และ WEEE) เนื่องจากผู้คนกังวลเกี่ยวกับสิ่งแวดล้อม。
การใช้งานทั่วไป: ตัวเรือน ABS, ตัวเชื่อมต่อ, และอิเล็กทรอนิกส์ที่การใช้ปริมาณน้อยมีความสำคัญ。
2. สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัส
กลุ่มนี้มีความหลากหลายค่อนข้างมาก รวมถึงออร์แกโนฟอสเฟตและฟอสโฟเนตในรูปของเหลว รวมถึงเกลือเมลามีนแข็งและฟอสฟินเนตโลหะ。
วิธีการทำงาน:
พวกมันทำงานส่วนใหญ่กับวัสดุเอง เมื่อถูกความร้อน พวกมันจะทำปฏิกิริยาและสร้างโครงสร้างกรดโพลีฟอสฟอริก (PPA) โครงสร้างนี้ช่วยทำให้โพลิเมอร์บนพื้นผิวแห้ง จึงทำให้เกิดชั้นที่มีคาร์บอนสูงและมีเสถียรภาพแทนที่จะกลายเป็นก๊าซที่ติดไฟได้.
ชั้นที่เกิดขึ้นทำหน้าที่เหมือนเกราะ ป้องกันความร้อนจากวัสดุและบล็อกออกซิเจนและก๊าซที่ติดไฟได้ ฟอสฟอรัสออร์แกนิกบางชนิด เช่น ไตรอาร์ริลฟอสเฟต ยังสามารถทำงานในอากาศโดยการปล่อยเรดิคัลฟอสฟอรัส เพิ่มการป้องกันอีกมากมาย
ทำไมวิศวกรถึงชอบพวกเขา:
- พวกเขามักไม่มีฮาโลเจน ซึ่งดีต่อการปฏิบัติตามกฎระเบียบด้านสิ่งแวดล้อมในปัจจุบัน
- โดยทั่วไปมีความเป็นพิษน้อยกว่าและผลิตควันน้อยกว่าตัวเลือกที่มีฮาโลเจน
- ดีสำหรับวัสดุไฟฟ้า มักมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่ดี
ข้อจำกัด:
- ประเภทของเหลวบางชนิดอาจทำให้โพลีเมอร์อ่อนตัว
- อาจไวต่อวิธีการประมวลผลหรือความชื้นสำหรับโพลีเมอร์บางชนิด
- อาจต้องการสารต้านออกซิเดชันเพื่อป้องกันไม่ให้โพลีเมอร์เสื่อมสภาพระหว่างการประมวลผลที่อุณหภูมิสูง
การใช้งาน: สายไฟและสายเคเบิล, การผสม PC/ABS, โฟมโพลียูรีเทนที่ยืดหยุ่น, และเรซินเทอร์โมเซ็ต
3. สารหน่วงไฟที่มีไนโตรเจน
สารเหล่านี้ เช่น เมลามีนไซยานูเรต, เมลามีนโพลีฟอสเฟต, และเมลามีนโบราต มักจะไม่ถูกใช้เพียงลำพัง แต่มีประสิทธิภาพที่ดีเมื่อทำงานร่วมกัน โดยเฉพาะกับฟอสฟอรัส.
วิธีการทำงาน:
พวกเขาจะปล่อยก๊าซเฉื่อยและทำให้วัสดุเย็นลง ก๊าซเหล่านี้จะลดปริมาณก๊าซที่ติดไฟและออกซิเจนในเปลวไฟ ทำให้ค่า LOI สูงขึ้น เมื่อสัมผัสกับไฟ สารประกอบเหล่านี้จะสลายตัวอย่างรวดเร็วและปล่อยก๊าซที่ไม่ติดไฟ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นไนโตรเจน (N) และแอมโมเนีย (NH) กระบวนการสลายตัวจะทำให้สิ่งต่าง ๆ เย็นลง พวกเขามีความสำคัญในระบบชาร์ที่ขยายตัว ทำงานร่วมกับ PPA จากฟอสฟอรัสเพื่อสร้างชั้นป้องกันที่แข็งแรงและมีฟอง.
ข้อดี:
- ไม่มีฮาโลเจน.
- มีประสิทธิภาพที่ดีเมื่อใช้ร่วมกับฟอสฟอรัส.
- ช่วยลดควัน.
ข้อเสีย:
- อาจต้องการปริมาณมากเมื่อใช้เพียงลำพังในพอลิเมอร์บางชนิด.
- เกลือบางชนิดอาจไวต่อความชื้นหรือส่งผลต่อรูปทรงของชิ้นส่วน.
การใช้งาน: โพลีโพรพิลีน, เคลือบ, โฟมยืดหยุ่น, และระบบขยายตัวเมื่อร้อน.
4. สารหน่วงไฟแร่ (ATH และ MDH)
ไฮเดรตแร่ เช่น อลูมิเนียมไตรไฮเดรต (ATH) และแมกนีเซียมไดไฮดรอกไซด์ (MDH) มักถูกใช้ในสายไฟและสายเคเบิลเพราะมีความปลอดภัยสูง.
วิธีการทำงาน:
สารเหล่านี้จะเย็นลงผ่านการสลายตัวและเจือจางทางกายภาพ เมื่อถูกความร้อน (ประมาณ 200℃ สำหรับ ATH และ 330℃ สำหรับ MDH) จะดูดซับความร้อนและปล่อยไอน้ำ เมื่อสั้นๆ อลูมิเนียมไฮดรอกไซด์หรือแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์จะดูดซับความร้อนและสลายตัวเป็นออกไซด์ของโลหะและไอน้ำ.
ข้อดี:
- ไม่เป็นพิษและไม่มีฮาโลเจน.
- ยอดเยี่ยมในการลดควัน.
- มีเสถียรภาพในโพลิโอเลฟินและยาง.
ข้อเสีย:
- ต้องการปริมาณสูง (40–65% ตามน้ำหนัก) เพื่อให้ทำงานได้.
- สิ่งนี้อาจส่งผลต่อความแข็งแรง ความยืดหยุ่น และความง่ายในการประมวลผลของโพลีเมอร์ เว้นแต่จะได้รับการบำบัด.
การใช้งาน: การหุ้มสายเคเบิลที่มีควันต่ำและไม่มีฮาโลเจน, วัสดุก่อสร้าง, และยาง.
เคมีเชิงกลในเฟสที่เข้มข้นกับเฟสก๊าซ
ประเภทสารหน่วงไฟ | เฟสหลักของการทำงาน | กลไกหลัก | ผลกระทบต่อสามเหลี่ยมไฟ |
สารหน่วงไฟที่มีฮาโลเจน | เฟสก๊าซ | การดับเรเดียล | ขัดขวางปฏิกิริยาเคมี |
แร่ธาตุไฮเดรต | เฟสที่เข้มข้น (เริ่มต้น) | การทำความเย็นแบบเอนโดเทอร์มิก | ลดอุณหภูมิ (ความร้อน) |
ฟอสฟอรัส/IFR | เฟสที่เข้มข้น | การสร้างรูปแบบ | กำจัดแหล่งเชื้อเพลิง (โดยการทำให้เป็นของแข็ง) |
ที่มีไนโตรเจนเป็นฐาน | เฟสก๊าซ (รอง) | การเจือจางของก๊าซ | ลดความเข้มข้นของออกซิเจนและเชื้อเพลิง |
วัสดุหยุดไฟที่ดีที่สุดทำงานได้หลายวิธีในเวลาเดียวกัน ตัวอย่างเช่น คุณสามารถผสมสิ่งที่สร้างชั้นป้องกันกับสิ่งที่หยุดการแพร่กระจายของไฟ การผสมนี้ทำงานได้ดีกว่าการใช้วัสดุใดวัสดุหนึ่งแยกกัน.
สร้างจากหลักการของการป้องกันหลายขั้นตอน ผลิตภัณฑ์เฉพาะของเรา FR3025 และ FR3040H โซลูชันเหล่านี้ใช้เคมีที่มีความร่วมมือที่แม่นยำ ระบบไนโตรเจน-ฟอสฟอรัสขั้นสูงเหล่านี้ถูกออกแบบมาเพื่อครอบงำทั้งในเฟสที่ควบแน่น—โดยการสร้างอุปสรรคชาร์ที่หนาแน่นและเสถียร—และในเฟสก๊าซ—โดยการปล่อยก๊าซเฉื่อยเพื่อลดเชื้อเพลิง. ติดต่อเรา วันนี้หากคุณต้องการผลิตภัณฑ์สารหน่วงไฟที่มีพื้นฐานจาก N-P เช่นนี้
คำถามที่พบบ่อย
1. สารหน่วงไฟประเภทใดที่ใช้มากที่สุดทั่วโลก?
สารหน่วงไฟแร่ (ATH และ MDH) ได้รับความนิยมเพราะไม่แพงเกินไป ไม่มีฮาโลเจน และดีในการหยุดควัน โดยเฉพาะอย่างยิ่งสำหรับสายไฟและสายเคเบิล
2. สารหน่วงไฟประเภทใดที่ดีที่สุดสำหรับโลก?
สารหน่วงไฟที่มีฟอสฟอรัส ไนโตรเจน และแร่ธาตุ (เรียกว่า ระบบที่ไม่มีฮาโลเจน) เป็นตัวเลือกที่ดีหากคุณต้องการเป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมและบรรลุมาตรฐานสีเขียว
3. เรายังสามารถใช้สารหน่วงไฟที่มีฮาโลเจนในผลิตภัณฑ์ใหม่ได้หรือไม่?
ใช่ แต่ผู้คนกำลังเฝ้าดูอย่างใกล้ชิด กฎเช่น RoHS, REACH และ WEEE ได้จำกัดบางประเภทที่มีอายุการใช้งานยาวนาน ด้วยเหตุนี้ อุตสาหกรรมจึงกำลังคิดค้นตัวเลือกที่มีฮาโลเจนที่ดีกว่า ซึ่งไม่หลุดออกมาได้ง่ายหรือสะสมในสิ่งมีชีวิต
4. สารหน่วงไฟชนิดใดที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโพลีโพรพิลีน (PP)?
สารหน่วงไฟที่ขยายตัว (IFR) มักทำงานได้ดีที่สุดสำหรับ PP. พวกมันช่วยให้ได้คะแนน UL 94 V-0 และรักษาสมดุลของความแข็งแรงได้ดี กว่าฮีเดรตแร่ธาตุ.
5. สารหน่วงไฟเปลี่ยนความแข็งแรงของพลาสติกอย่างไร?
มันขึ้นอยู่กับสารหน่วงไฟ หากคุณเพิ่มสารเติมแต่งมาก (40% ขึ้นไป) เช่นเดียวกับ FR แร่ธาตุ พลาสติกจะไม่ยืดหยุ่นได้ดี และจะไม่ทนต่อแรงกระแทกได้ดี แต่สารหน่วงไฟฟอสฟอรัสในรูปของเหลวหรือปริมาณน้อยมักจะรักษาสมดุลของความแข็งแรงได้ดี แม้ว่าพวกมันอาจเปลี่ยนวิธีที่พลาสติกจัดการกับความร้อน.
ผู้ผลิตชั้นนำของสารเติมแต่งเคมีที่เป็นนวัตกรรม มุ่งมั่นต่อความปลอดภัย ประสิทธิภาพ และความรับผิดชอบต่อสิ่งแวดล้อม.
ลิงค์ด่วน
ลิงค์ด่วน
ผลิตภัณฑ์
ผลิตภัณฑ์
ติดต่อเรา
ติดต่อเรา
ห้อง 602, เลขที่ 329, ถนนหลงซีกลาง, เขตหลีหวาน, เมืองกวางโจว, มณฑลกวางตุ้ง
+86 18122315289
020-81635785
+86 133 1615 4755
+86 181 2231 5289
© 2025 GangDong Favorchem. สงวนลิขสิทธิ์.
ภาษาไทย
WhatsApp