אילו חומרים משמשים בחוטים וכבלים מעכבי בעירה?

חוט מעכב בעירה מתייחס לחוט בתנאים מעכבי בעירה. בדרך כלל, במקרה של בדיקה, לאחר שריפת החוט, אם אספקת החשמל מנותקת, האש נשלטת בטווח מסוים, לא תתפשט, עם מעכב בעירה ופגיעה בביצועי עשן רעיל. חוט מעכב בעירה הוא חלק חשוב בבטיחות החשמלית, ובחירת החומר שלו היא קריטית. כיום בשוק חומרי חוט מעכבי בעירה נפוצים, כולל...PVC, XLPE, גומי סיליקון וחומרי בידוד מינרליים.

בחירת חומרי חוטים וכבלים מעכבי בעירה

ככל שמדד החמצן של החומר המשמש בכבל מעכב בעירה גבוה יותר, כך ביצועי מעכב הבעירה טובים יותר, אך עם עליית מדד החמצן, יש צורך לאבד תכונות אחרות. אם התכונות הפיזיקליות ותכונות התהליך של החומר מופחתות, התפעול קשה ועלות החומר עולה, לכן יש צורך לבחור באופן סביר ומתאימה את מדד החמצן. מדד החמצן של חומר הבידוד הכללי מגיע ל-30, והמוצר יכול לעמוד בדרישות הבדיקה של מחלקה C בתקן. אם חומרי הציפוי והמילוי הם חומרים מעכבי בעירה, המוצר יכול לעמוד בדרישות של מחלקה B ו-A. חומרי חוטים וכבלים מעכבי בעירה מחולקים בעיקר לחומרים מעכבי בעירה הלוגניים וחומרים מעכבי בעירה ללא הלוגן.

1. חומרים מעכבי בעירה הלוגניים

עקב הפירוק והשחרור של מימן הליד בעת הבעירה, מימן הליד יכול ללכוד את שורש הרדיקלים החופשיים הפעילים של H2O, כך שהבעירה של החומר מתעכבת או נכבית כדי להשיג את מטרת מעכבי הבעירה. חומרים נפוצים הם פוליוויניל כלוריד, גומי ניאופרן, פוליאתילן כלורוסולפונטי, גומי אתילן-פרופילן וחומרים אחרים.

(1) פוליוויניל כלוריד (PVC) מעכב בעירה: בשל מחירו הזול של PVC, בידוד טוב ועמידות בפני בעירה, הוא נמצא בשימוש נרחב בחוטים וכבלים רגילים מעכבי בעירה. על מנת לשפר את עמידות ה-PVC, מוסיפים לעתים קרובות לפורמולה מעכבי בעירה הלוגניים (דקאברומודיפניל אתרים), פרפינים כלוריים ומעכבי בעירה סינרגיים כדי לשפר את עמידות ה-PVC.

גומי אתילן-פרופילן (EPDM): פחמימנים לא קוטביים, בעלי תכונות חשמליות מצוינות, עמידות בידוד גבוהה ואובדן דיאלקטרי נמוך. גומי אתילן-פרופילן הוא חומר דליק. יש להפחית את מידת קישור הצלבים של גומי אתילן-פרופילן, להפחית את ניתוק השרשרת המולקולרית הנגרם על ידי חומרים בעלי משקל מולקולרי נמוך, על מנת לשפר את תכונות מעכבי הבעירה של החומר.

(2) חומרים מעכבי בעירה בעלי רמת עשן נמוכה ורמת הלוגן נמוכה
בעיקר עבור שני חומרים כמו פוליוויניל כלוריד ופוליאתילן כלורוסולפונטי. הוספת CaCO3 ו-A(IOH)3 לנוסחה של PVC. אבץ בוראט ו-MoO3 יכולים להפחית את שחרור ה-HCL ואת כמות העשן של פוליוויניל כלוריד מעכב בעירה, ובכך לשפר את עמידות הבעירה של החומר, להפחית פליטות הלוגן, ערפל חומצי ועשן, אך עשויים להפחית מעט את מדד החמצן.

2. חומרים מעכבי בעירה ללא הלוגן

פוליאולפינים הם חומרים נטולי הלוגן, המורכבים מפחמימנים המפרקים פחמן דו-חמצני ומים בעת שריפה מבלי לייצר עשן וגזים מזיקים משמעותיים. פוליאולפין כולל בעיקר פולימרים של פולימרים מפוליאתילן (PE) ואתילן-ויניל אצטט (E-VA). חומרים אלה עצמם אינם מכילים מעכבי בעירה, ויש צורך להוסיף להם מעכבי בעירה אנאורגניים ומעכבי בעירה מסדרת זרחן, על מנת לעבד אותם לחומרים מעשיים נטולי הלוגן; עם זאת, בשל היעדר קבוצות פולריות בשרשרת המולקולרית של חומרים לא פולריים בעלי הידרופוביות, הזיקה למעכבי בעירה אנאורגניים ירודה וקשה לקשר אותם היטב. על מנת לשפר את פעילות פני השטח של פוליאולפין, ניתן להוסיף חומרים פעילי שטח לנוסחה. או לערבב פוליאולפין עם פולימרים המכילים קבוצות פולריות, על מנת להגדיל את כמות חומר המילוי מעכב הבעירה, לשפר את התכונות המכניות ותכונות העיבוד של החומר, תוך קבלת מעכב בעירה טוב יותר. ניתן לראות שחוטים וכבלים מעכבי בעירה עדיין יתרונות רבים, והשימוש בהם ידידותי מאוד לסביבה.