روسيا تطور مادة تمنع انتشار النار في البلاستيك والكابلات

أعلن باحثون في جامعة كاباردينو-بلقاريا الروسية الحكومية، تطوير مادة مضافة جديدة منخفضة التكلفة من شأنها أن تقلل بشكل ملحوظ من قابلية اشتعال مواد البناء المصنوعة من "البولي فينيل كلوريد (PVC)"، إضافة إلى بعض الأسلاك المعزولة بـ"البوليمر"، وفقًا لـ"سبوتنيك".

يُستخدم الـ"بولي فينيل كلوريد" على نطاق واسع في قطاع البناء والعديد من المنتجات اليومية، بدءًا من أنابيب السباكة وورق الجدران المصنوع من "الفينيل"، وصولًا إلى أقمشة الخيام وأغطية الشاحنات وعزل الكابلات، بفضل مقاومته للمواد الكيميائية والرطوبة ، إلَّا أن إحدى أبرز نقاط ضعفه، شأنه شأن العديد من أنواع البلاستيك الشائعة، تتمثل في قابليته للاشتعال؛ ما يجعل تحسين مقاومته للحريق دون التسبب بإنتاج نواتج احتراق خطرة، هدفًا مهمًا في مجالَي السلامة والبيئة.

واختبر فريق البحث مزيجًا من ثلاث مواد كيميائية صناعية متوفرة على نطاق واسع كمادة مضافة مضادة للاشتعال لـ"البولي فينيل كلوريد"، وهي "الميلامين"، و"بوليفوسفات الأمونيوم،" و"البنتا-إريثريتول". ووفقًا للباحثين، تعمل هذه المواد الثلاث معًا كنظام انتفاخي يُشكّل طبقة واقية من الفحم على سطح المادة أثناء تعرضها للحرارة؛ ما يحد من وصول الأكسجين ويُبطئ انتشار اللهب.

وأظهرت النتائج أن النسبة المثلى للمكونات الثلاثة تبلغ 2:3:2 من "بوليفوسفات الأمونيوم" و"الـميلامين" و"البنتا-إريثريتول"؛ إذ أنتجت هذه التركيبة الطبقة الفحمية الواقية الأكثر فاعلية ،وأشار الفريق إلى أن الإضافات تُطلق أثناء الاحتراق بشكل رئيسي غازَي "النيتروجين" و"الأمونيا"، وهما مادتان غير قابلتين للاشتعال ولا تعاودان الاشتعال، بحسب الباحثين.

وأضاف الباحثون أن المادة الجديدة لم تقتصر على تحسين مقاومة منتجات "البولي فينيل كلوريد" للحريق، بل أسهمت كذلك في خفض تكلفة الإنتاج، وهو ما قد ينعكس على أسعار منتجات مثل الأسلاك والكابلات الكهربائية المغلفة بالبولي فينيل كلوريد.

وسلط الفريق الضوء على عدد من التطبيقات المحتملة للتركيبة الجديدة، لا سيَّما في المواقع التي تتطلب مستويات مرتفعة من السلامة من الحرائق، بما في ذلك المباني العامة، وغرف المحولات، ومسارات الكابلات، والخيام والأغطية، وتكسية الجدران، وأنابيب المياه.

وأوضح الباحثون أن مكونات التركيبة تُنتج على نطاق واسع؛ ما يجعل تطبيقها الصناعي ممكنًا دون قيود كبيرة على الإمدادات، وهو ما قد يسهم في إتاحة منتجات PVC المقاومة للحريق لشريحة أوسع من المستخدمين.

وفي الوقت نفسه، أشار الفريق إلى أن اعتماد المادة المضافة تجاريًا على نطاق واسع يتطلب إجراء المزيد من الاختبارات للتأكد من استقرارها على المدى الطويل، وخصائصها الميكانيكية، ومدى توافقها مع اللوائح التنظيمية، إضافة إلى تقييم أدائها في سيناريوهات حرائق واقعية مختلفة ، كما أكد الباحثون الحاجة إلى إجراء تقييمات بيئية وصحية إضافية في ظروف الاحتراق الكامل؛ للتحقق من صحة ادعاءات السلامة المرتبطة بالمادة الجديدة.

وقال تيمور بوروكاييف، أستاذ الكيمياء العضوية وأحد المشاركين في الدراسة: "على عكس بعض مثبطات اللهب المستخدمة حاليًا، فإن تركيبتنا تُطلق بشكل أساسي النيتروجين والأمونيا عند تسخينها، وتُشكل بكفاءة طبقة واقية من الفحم تحد من وصول الأكسجين إلى اللهب" ، وأضاف أن هذا النهج قد يكون مفيدًا بشكل خاص في خفض تكلفة إنتاج الأسلاك والكابلات الكهربائية المقاوِمة للحريق.

ويرى الباحثون أن الابتكار الذي طورته الجامعة يمثل وسيلة واعدة، وربَّما أقل تكلفة، لتحسين مقاومة مواد "البولي فينيل كلوريد" وبعض الكابلات المطلية بـ"البوليمرات" للحريق، مشيرين إلى أن تأكيد سلامة المادة وفاعليتها عبر الاختبارات المستقبلية قد يسهم في جعل العديد من مواد البناء الشائعة أكثر أمانًا وأقل تكلفة.