תהליך פשוט להכנת מעכבי בעירה

המשרדים והבתים המודרניים כוללים בתוכם הרבה יותר חומרים דליקים מאשר בעבר. פריטים כגון רהיטים, רכיבים אלקטרוניים ומכשירים חשמליים מורכבים בעיקר מחומרים דליקים מאוד הניצתים בקלות, כלומר – מוצרים אלו היו נדלקים תוך שניות, אם לא היינו מוסיפים להם מעכבי בעירה.

רכיבי אלקטרוניקה, כלי רכב, בדים – כמעט כל המוצרים בימינו מכילים כמות מסוימת של פלסטיק. רמת הדליקות הגבוהה של הפלסטיק משמעותה כי חייבים להגן עליו מפני אש ישירה. שיטה חדשה הופכת את הייצור של מעכבי בעירה ידידותיים לסביבה לפשוט יותר.

נתון מדאיג ביותר קובע כי כשש מאות איש מתים בשריפות בבתים בגרמניה מדי שנה. לעיתים קרובות דליקות מעין אלו, המתחילות מנר דולק, משתלטות על הבית במהירות רבה. מרגע שמספר חפצים נדלקים, הטמפרטורה של החדר מזנקת ל-800 מעלות צלזיוס והלהבות מתפשטות עד מהרה גם לחדרים אחרים, מה שמותיר לדיירים זמן קצר בלבד ויקר ערך לברוח מהדליקה – לרוב לא יותר מעל שתי דקות.

המשרדים והבתים המודרניים כוללים בתוכם הרבה יותר חומרים דליקים מאשר בעבר. פריטים כגון רהיטים, רכיבים אלקטרוניים ומכשירים חשמליים מורכבים בעיקר מחומרים דליקים מאוד הניצתים בקלות, כלומר – מוצרים אלו היו נדלקים תוך שניות, אם לא היינו מוסיפים להם מעכבי בעירה. לדוגמה, נדרשות שמונה דקות בלבד לבעירתה של טלוויזיה שלא מוגנה ע”י מעכבי בעירה, בעוד שאם היא כוללת בתוכה מעכבים כאלו היא נותרת שלמה. צוות חוקרים ממכון Fraunhofer בראשותו של פרופסור Manfred Döring פיתח מעכבי בעירה לחומרים פולימריים.

חומרים פולימריים אלו משמשים בתעשיות התחבורה והבנייה, במכשירים אלקטרוניים וביישומים רבים אחרים. “מעכבי בעירה מונעים שריפות ומאטים את התפשטות הלהבות. כך, לאנשים נותר זמן רב יותר להימלט, לעיתים אפילו עד 20 דקות, משך זמן המגביר משמעותית את הסיכויים לשרוד שריפה ללא פגע,” מסביר החוקר הראשי.

מעכבי בעירה נדרשים לעמוד במספר אמות מידה מאתגרות. הם חייבים להיות ידידותיים לסביבה, לא מסוכנים לאדם, לבע”ח ולצמחיה, ואסור להם לפלוט אדים רעילים נוספים בבעירתם. לתוספים אלו אסור להיפלט מהמוצר המוגמר לתוך האטמוספירה, או בבואם במגע עם מים. בנוסף, החוקרים בתחום זה חייבים לוודא כי מעכבי הבעירה אינם מגיבים עם החומר הפלסטי או עם רכיבים אחרים הנמצאים בתוך המוצר בצורה כזו שתשנה את המוצר, תשפיע על תפקודו או שתפגום במראה שלו. “מעכבי בעירה הנמצאים בתוך בדים לביגוד, לדוגמה, חייבים להיות ניתנים לשטיפה חוזרת שוב ושוב במכונת כביסה מבלי לאבד את תכונות המיגון שלהם.

על מנת למנוע את הסיכוי שקצר חשמלי יתפתח לכדי דליקה, המעגלים האלקטרוניים המשולבים בתוך מכשירי חשמל חייבים להישאר בתפקוד מלא ולהכיל מעכבי בעירה למשך שנים רבות וכן, לעמוד בטמפרטורות המשתרעות בטווח של מינוס 40 ועד פלוס 60 מעלות צלזיוס,” מסביר החוקר. קבוצת המחקר שלו עובדת רק עם מעכבי בעירה לא רעילים, נטולי-הלוגן, המותאמים באופן ספציפי לפלסטיק הנדרש. כמו-כן, בהתאם לשימוש המיועד של החומר, החוקרים מחליטים בכל מקרה ומקרה באם להשתמש בתרכובות אי-אורגניות ובתרכובות המכילות חנקן או זרחן.

מוצר אחד כזה יוצג ביריד הסחרK 2013 בגרמניה. החוקרים מציגים ביריד זה מעכב בעירה פולימרי, נטול-הלוגן, עבור בדים, המתאים לשימוש כמעכב בעירה בריפודי מושבים, לדוגמה. הייחוד של המוצר שלהם טמון בעובדה כי החוקרים מחדירים את מעכב הבעירה הפולימרי בשלב המהווה חלק מתהליך השיחול, שהוא טכניקה הרווחת בתעשיית הפלסטיק. פולימר המתאים לטווית בדים מעורבב עם פולימר של מעכב בעירה בתוך המַשְׁחֵלָה (המכונה המזינה את חומרי הגלם של הפלסטיק לתוך כלי תגובה המחמם, מתיך ומרכז את הפלסטיק לפני שהוא מועבר לתוך כלי נוסף הנמצא בלחץ ואשר נועד ליצור את התבנית הסופית).

מעכב הבעירה מעורבב באופן אחיד יחד עם פולימר היסוד בעזרת ערבול מכאני פשוט. שיטה זו מספקת ליצרני הפלסטיק יתרון הטמון באפשרות לשלוט באופן מדויק בכמות מעכב הבעירה המוסף לתערובת, ולייצר פולימרים המותאמים אישית לדרישות הלקוח או השוק. צוות המחקר נמצא בעיצומו של תהליך להקמת מעבדה לבטיחות אש שתציע קשת רחבה של שירותים לקראת שלהי שנת 2014. בעזרת מעבדה זו יוכלו כימאים ומהנדסים לבצע בדיקות יעילות של מעכבי בעירה הנמצאים בתוך פולימרים, ולפתח תהליכים כימיים להכנת פולימרים סינתטיים מסוג פולימרים תרמופלסטיים, תרמוסטים וחומרים מרוכבים. בנוסף, הם יוכלו לבחון ולבדוק את היעילות של מערכות רב-רכיביות, או מה שמכונה ע”י המומחים בתחום “תערובות סינרגטיות” (“synergetic mixtures”) – תרכובות המגבירות את התכונות המובנות של רכיביהן הפרטניים.

המדענים גם מסוגלים לסנתז מעכבי בעירה נטולי הלוגן ולהעביר את התהליך לייצורם לקנה מידה תעשייתי כנדרש. היקף היישומים האפשריים רחב ביותר, זאת לאור פלח השוק ההולך וגדל של מוצרים המורכבים מפלסטיק, שלכולם נדרש להוסיף מעכבי בעירה.

הידיעה על המחקר