بهبود آميزه pvc : طيف جديدي از آميزه هاي سازگار با محيط زيست (قسمت اول )

كلوديا آتانسلو و لورا كولوكا (Claudia Attanaslo & Laura Collioca )
ترجمه : محمد باقر پور عبدا...
پليمرهاي گوناگون بيشماري طي چند دهه اخير به منظور تأمين نيازهاي متعدد ساخته شده اند. پليمرها را مي توان به صورت گرمانرم ها ( Thermoplastic ) ، الاستومرهاي گرمانرم ( Thermoplastic elastomers ) ، الاستومرها ، مواد گرمانرم كراس لينك شده و ترموپلاست هاي كراس شده و الاستومرهاي كراس لينك شده تقسيم بندي كرد. انتخاب نوع پليمر بستگي به خواص فيزيكي و شيميايي آميزه كه در استاندارد مربوط به كابل مشخص شده است ، دارد.
پلي وينيل كلرايد ( PVC ) خواص الكتريكي و مكانيكي بسيار خوبي دارد ، به گونه اي كه مادة مناسبي براي عايق و روكش محافظ كابل شناخته شده است. چنين كابلهايي مي توانند ده ها سال دوام داشته باشند كه در مقايسه با ساير مواد چنين دوامي قابل ملاحظه است. مقاومت مكانيكي زياد PVC و استحكام اين ماده آن را گزينة مناسبي براي استفاده در زير زمين ، روي ديوار يا زير سنگ فرش قرار داده است. ويژگي الكتريكي اين ماده ، آن را ماده اي مناسب براي كابلهاي فشار ضعيف و متوسط تا 5 كيلوولت ساخته است. از PVC مي توان نوعاً در دماهاي تا 70 درجة سانتيگراد و در صورت فرمول بندي خاص تا 105 درجة سانتيگراد استفاده كرد. PVC همچنين در دماي 40- درجة سانتيگراد پايدار باقي مي ماند و كاملاً در مقابل رطوبت نفوذناپذير است.
كابلهاي مورد استفاده در واحدهاي صنعتي ، نيروگاهها ، ساختمان هاي اداري ، فروشگاهها ، هتل ها ، تونلهاي زير زميني ، تونلهاي جاده اي ، كابلهاي بكار رفته در وسايل نقليه و غيره ، نه تنها بايد با الزامات الكتريكي و مكانيكي استانداردها مطابقت كنند ، بلكه رعايت استانداردهاي جلوگيري از گسترش شعله نيز ضروري است. در شرايط آتش ، مواد بايد از نظر دود حاصل از احتراق داراي چگالي ، سميت و خوردگي كم باشند.
مطالعات نشان مي دهند كه شروع گسترش آتش سوزي هاي اتفاقي ، موضوع مبهم و پيچيده اي است. عوامل متعددي را بايد در ارزيابي نق هرگونه ماده در شرايط آتش در نظر گرفت.
مواد پلاستيكي بكار رفته در ساختمان و صنايع ساختماني ، واكنش هاي متفاوتي در مقابل آتش از خود نشان مي دهند . وجود درصد زياد كلر در پليمر PVC ، در مقايسه با ساير پلاستيك ها باعث كاهش بيشتر اشتعال پذيري و گرماي ناشي از آتش مي شود. چون درصد ميزان پليمر پايه با بكارگيري افزودني ها در آن كاهش مي يابد ، اين امر سبب تغيير عملكرد آتش مي شود. درصد زياد مواد آلي باعث افزايش اشتعال پذيري مي شود ، در حالي كه افزايش درصد مواد معدني آن را كاهش مي دهد و فرمول بندي هاي PVC ،همانند ساير مواد طبيعي و مصنوعي موجب خروج دود و گازهاي سمي در حين سوختن آنها مي شود. كاهش محسوس در خروج دود و كلريد هيدروژن را مي توان با بكارگيري افزودني هاي خاص امكان پذير كرد. مطالعات گوناگون نشان داده اند كه گازهاي ناشي از سوختن PVC در مقايسه با ساير موادي كه معمولاً در ساختمان مصرف مي شود از درجة سميت بيشتري برخوردار نيست.
در مطالعات انجام شده مشخص شده است كه جايگزيني مواد ساختماني معمول با PVC تغييرات قابل توجهي در ايجاد خطرات ناشي از آتش سوزي هاي اتفاقي در ساختمان ها به وجود نمي آورد. در تعيين جزئيات عملكرد يك ماده در شرايط آت عوامل متعددي را بايد در نظر گرفت.
اشتعال پذيري : PVC در برابر شعله وري مقاوم است و براي شعله ور شدن 150 درجة سانتيگراد بيش از دماي اشتعال چوب نياز دارد. مقاومت در برابر اشتعال فرمولهاي PVC انعطاف پذير معمولي ، از آنچه گفته شد كمتر است ، ولي با اعمال فرمولهاي خاص مي توان مقاومت آن را در برابر اشتعال افزايش داد .
گسترش شعله : هرگاه ماده اي شعله ور شود ، خطر ناشي از آن مستقيماً به خاصيت گسترش شعلة آن مربوط مي شود. يكي از آزمون هاي كمي و مطمئن در ابعاد كوچك ، آزمون شاخص اكسيژن حدي ( Limiting Oxygen Index ) است به طوري كه غلظت حدي اكسيژن را در مخلوط اكسيژن / نيتروژن كه براي توقف آتش سوزي لازم است ، اندازه گيري مي كند. ماده اي با مقدار LOI بيش از 21 ( يعني هوا داراي 21 درصد اكسيژن است ) نبايستي در هوايي با دماي اتاق بسوزد و مقداري بيش از 25 تا 27 ، به اين معني است كه مادة مورد نظر تنها در شرايط دمايي بسيار بيشتر خواهد سوخت.
PVC سخت داراي شاخص LOI بين 45 تا 50 است كه در مقايسه با چوب ، اين شاخص 21 تا 22 و در مورد اغلب مواد گرمانرم شاخص فوق بين 17 تا 18 است. شاخص LOI بيش از 27 را مي توان به راحتي در PVC سخت و انعطاف پذير به تنهايي و بدون اعمال گرما از ساير منابع نخواهند سوخت.