هل قماش البوليستر قابل للاشتعال؟ تحليل مفصل من "قابل للاشتعال" إلى "مقاوم للهب"

يُعد البوليستر من أكثر الألياف الصناعية استخدامًا في العالم، وهو معروف بمتانته وتعدد استخداماته وسعره المناسب. وهو المادة الأساسية لمجموعة واسعة من المنتجات، التي تُستخدم في كل شيء، بدءًا من الملابس (كالقمصان والملابس الرياضية) ومفروشات المنزل (كالستائر وأغطية الأسرة) ووصولًا إلى التطبيقات الصناعية كالحبال والأقمشة المشمعة. ومع ذلك، عندما يتعلق الأمر بالسلامة من الحرائق، فليست جميع أنواع البوليستر متساوية.

نظرًا لاستخدامه الواسع، من الضروري فهم أدائه في مقاومة الحرائق. يجب أولًا توضيح مبدأ أساسي: هل نتحدث عن "بوليستر عادي (بوليستر غير مقاوم للاشتعال)" أم "بوليستر مقاوم للاشتعال (FR-PET)"؟ تختلف هاتان المادتان اختلافًاtelفي تصنيفات السلامة من الحرائق؛ فالأولى قابلة للاشتعال، والثانية مقاومة للاشتعال.

البوليستر العادي (PET) نفسه هو قابل للاشتعال وهو مادة قابلة للاشتعال عند الانصهار. في المقابل، يحقق البوليستر المقاوم للهب خاصية الإطفاء الذاتي من خلال تعديلات تقنية. ستستخدم هذه المقالة مقاييس علمية لتوضيح الفروق الجوهرية بين هذين النوعين من البوليستر.

النقاط الرئيسية:

• عادي البوليستر (PET) قابل للاشتعال: يحتوي على مؤشر أكسجين محدود (LOI) بنسبة 20-21% فقط، وهو ما يكفي للاحتراق في الهواء العادي (21% أكسجين) وسوف يذوب ويتقطر.
• مثبطات اللهب (FR-PET) ذاتية الإطفاء: يؤدي التعديل الفني إلى رفع LOI الخاص به إلى >28%، مما يعني أنه لا يمكنه الحفاظ على الاحتراق في الهواء الطبيعي وسوف ينطفئ ذاتيًا.
• LOI هو المقياس الرئيسي: يُحدد "درجة" مؤشر النوايا قابلية الاشتعال. أي مادة تتطلب نسبة أكسجين تزيد عن ٢٦٪ تُعتبر عمومًا مثبطة للهب.

البوليستر العادي (البوليستر غير المقاوم للاحتراق) هو مادة قابلة للاشتعال

التركيب الكيميائي ونقطة الاشتعال

البوليستر غير المقاوم للحريق (PET) هو ألياف صناعية حرارية لدنة، تُصنع من تفاعل تكثيف حمض التيرفثاليك (TPA) مع الإيثيلين جليكول (EG). لا يمتلك هذا البوليستر خواصًا مثبطة للهب، ويُصنف كألياف قابلة للاشتعال. تتراوح درجة اشتعالهtel485 و560 درجة مئوية تقريبًا، بينما تبلغ درجة اشتعاله التلقائي حوالي 630 درجة مئوية.

خصائص الاحتراق: الذوبان والتنقيط

يتميز البوليستر غير المقاوم للحريق بخاصية الاحتراق "الانصهاري". عند تعرضه للنار، يلين أولاً، ثم يذوب، ثم ينكمش، ثم يتساقط. قد تسبب هذه القطرات الساخنة المنصهرة اشتعالاً ثانوياً إذا سقطت على مواد أخرى قابلة للاشتعال، أو تسبب حروقاً شديدة. بعد إزالة مصدر اللهب، يستمر عادةً في الاشتعال لفترة قصيرة قبل أن ينطفئ؛ فهو ليس ذاتي الإطفاء.

الأساس العلمي: مؤشر الأكسجين المحدود (LOI)

يُعد مؤشر الأكسجين المُحدد (LOI) أحد أكثر المقاييس العلمية شيوعًا وبديهيةً لتقييم أداء المواد في مقاومة الحرائق. يُمكن اعتباره بمثابة "درجة أمان من الحرائق" - فكلما ارتفعت الدرجة، زادت أمان المادة.

أولاً، فهم دور خطاب النوايا: ماذا Tel؟

ال دور إن قانون LOI بسيط للغاية: فهو tel مدى اعتماد المادة على الأكسجين للاحتراق.

نعلم جميعًا أن النار تحتاج إلى أكسجين. يحتوي الهواء الذي نتنفسه على حوالي 21% الأكسجين. هذه النسبة 21% هي "درجة النجاح".

ماذا يعني هذا "النتيجة" (الرقم)؟

يمثل رقم LOI (أو "النتيجة"): "الحد الأدنى من نسبة الأكسجين التي تحتاجها المادة للاشتعال والاستمرار في الاحتراق."

إن مقارنة هذه النتيجة بنسبة 21% (الأكسجين الموجود في الهواء) يجعل معناها واضحًا تمامًا:

• LOI > 26% (الدرجة العالية = مثبطات اللهب): تعني هذه القيمة أن الاحتراق يحتاج إلى أكثر من 26% من الأكسجين.
  بعبارات بسيطة: يحتوي الهواء على ٢١٪ فقط من الأكسجين، وهي نسبة "غير كافية" للاشتعال. لذا، في الهواء العادي، إما أن يكون الاشتعال صعبًا للغاية، أو إذا أُزيل مصدر اللهب، ينطفئ من تلقاء نفسه. وهذا ما يُسمى "مثبطات اللهب".
• LOI ≤ 21% (درجة منخفضة = قابل للاشتعال): وتعني هذه القيمة أن المحرك يحتاج فقط إلى 21% أو حتى أقل من الأكسجين للحفاظ على الاحتراق.
  بعبارات بسيطة: الأكسجين في الهواء "أكثر من كافٍ" للاشتعال. لذا، بمجرد اشتعاله، يمكنه استخدام أكسجين الهواء لمواصلة الاشتعال. وهذا ما يُسمى "قابلًا للاشتعال".

موقف خطاب النوايا للبوليستر: "قابل للاشتعال"

وبناء على هذا المعيار، يحتوي البوليستر غير المقاوم للحريق (PET) على نسبة LOI تبلغ حوالي 20% إلى 21%.

هذا الرقم يصنفه بوضوح على أنه الألياف القابلة للاشتعالوبما أن كمية الأكسجين التي يحتاجها لاستمرار الاحتراق تساوي (أو حتى أقل من) محتوى الأكسجين في الهواء، فإنه يمكن أن يحترق بشكل مستمر في الهواء.

خصائص احتراق البوليستر غير المقاوم للحريق

عندما يحترق البوليستر غير المقاوم للحريق، فإنه يُظهر الخصائص النموذجية التالية، والتي تختلفtelعن الألياف الطبيعية مثل القطن، وفيما يتعلق بما إذا كان نسيج القطن قابلًا للاشتعال أم لا، يمكنك القراءة: هل القطن مقاوم للحريق؟ كشف حقيقة مقاومة القطن للهب.

ملكية	سلوك
حالة الاحتراق	يذوب ويتساقط مصحوبًا بدخان أسود
لون اللهب	أصفر مع حافة زرقاء
رائحة	رائحة عطرية (تشبه رائحة البلاستيك المحروق)
بقايا	كتل سوداء صلبة تشبه الخرز (قطرات متفحمة)
خاصية الإطفاء الذاتي	لا ينطفئ ذاتيًا (يستمر في الاحتراق لفترة وجيزة بعد إزالة اللهب)

مقارنة: مؤشر النوايا وقابلية الاشتعال للبوليستر مقابل الألياف الأخرى

إن مقارنة البوليستر غير المقاوم للهب مع البوليستر المقاوم للهب والألياف الشائعة الأخرى تظهر بوضوح تصنيفه القابل للاشتعال:

مادة	نسبة النوايا %	تصنيف قابلية الاشتعال	سلوك الاحتراق
قطن	17–18	قابل للاشتعال	يحترق بسرعة، لا يذوب/يتساقط، دخان أبيض رمادي
بوليستر غير مقاوم للحريق (PET)	20–21	قابل للاشتعال	يذوب ويقطر، دخان أسود
أكريليك (غير معدل)	18-20	قابل للاشتعال للغاية	لهب ساطع، يحترق بسرعة
فيسكوز مقاوم للحريق	26–30	مقاوم للهب	ينطفئ ذاتيًا عند إزالة اللهب
الأراميد	≥ 28–30	مقاوم للهب	لا يذوب ولا يقطر، ينطفئ ذاتيًا
بوليستر مقاوم للحريق (FR-PET)	≥ 28–35+	مثبط للهب / ذاتي الإطفاء	لا يتساقط منه أي سائل منصهر، وينطفئ عند إزالة اللهب

تكنولوجيا تعديل مثبطات اللهب للبوليستر

لتحويل البوليستر غير المقاوم للهب القابل للاشتعال (LOI 20-21%) إلى بوليستر مقاوم للهب (LOI > 28%)، يلزم معالجات تقنية محددة. هناك طريقتان رئيسيتان:

1. التشطيب المقاوم للهب (العلاج الموضعي)

هذه تقنية يتم فيها "إضافة" مثبطات اللهب (مثل المواد القائمة على الفوسفور أو الهالوجين) إلى سطح القماش النهائي من خلال الغمس أو الطلاء أو ربط الراتينج.

• المزايا: تكلفة أقل، عملية ناضجة.
• العيوب: غير متين عند الغسيل. تفقد عوامل التثبيط مع تكرار الغسيل، مما يؤدي إلى انخفاض أو فشل تأثيرها المقاوم للهب.

2. تعديل مثبطات اللهب المتأصلة (مثبطات اللهب المتأصلة)

تُعرف أيضًا باسم صباغة المحلول أو تعديل البلمرة المشتركة. تتضمن هذه العملية إدخال مونومرات مقاومة للهب (مثل مركبات قائمة على الفوسفور أو النيتروجين، مثل DOPO وCP) في السلسلة الجزيئية للبوليستر أثناء مرحلة البلمرة (ما قبل الغزل).

• المزايا: تصبح خاصية مقاومة اللهب جزءًا لا يتجزأ من الألياف. لذا، فهي متينة للغاية عند الغسيل، ولا يتلاشى تأثيرها أبدًا. وعادةً ما تحقق أداءً ذاتيًا في الإطفاء وعدم التنقيط.
• العيوب: تكلفة أعلى من التشطيب الموضعي.
• العلامات التجارية النموذجية: Begoodtex® مقاوم للحريق من البوليستر.

خاتمة

وبناءً على التحليل أعلاه، فإن الاستنتاج بشأن أداء البوليستر في مقاومة الحرائق واضح:

1. بوليستر غير مقاوم للحريق (PET): هل هو مادة قابلة للاشتعالتبلغ نسبة اشتعاله ٢٠-٢١٪ فقط، وهي نسبة كافية للاحتراق في الهواء. وتتمثل خاصية احتراقه في ذوبانه وتساقط دخان أسود منه، مما يشكل خطر نشوب حريق.
2. بوليستر مقاوم للهب (FR-PET): هل هو مادة مقاومة للهبمن خلال التعديل أو التشطيب الجوهري، يتم رفع LOI الخاص به إلى 28% أو أعلى، مما يسمح له بالإطفاء الذاتي وعدم التنقيط، وتلبية معايير الحرائق الصارمة مثل B1 أو NFPA 701.

الأسئلة الشائعة