کامپاندر/ اکسترودر دو مارپیچ تولید کامپاند HFFR (تاخیر انداز شعله بدون هالوژن)

برای سرمایه گذاری و انتخاب صحیح کامپاندر مناسب برای تولید کامپاند HFFR بهتر است ابتدا نگاهی اجمالی به ضرورت استفاده از این کامپاند، کاربرد های کامپاند HFFR در صنایع مختلف، ترکیب اجزای تشکیل دهنده کامپاند HFFR و مکانیسم عملکرد کامپاند های تاخیر انداز شعله HFFR بپردازیم. انتخاب یک کامپاندر با کیفیت و اصولی می تواند تولیدکننده را به همه اهداف فوق الذکر برساند. کامپاندری که دارای طراحی صحیح و با اجزای تشکیل دهنده با کیفیت باشد می تواند بدون توقف تولید و با کارکرد 7/24 کامپاندی هموژن (بدون کلوخه) با ترکیب درصد صحیح و با عملکردی مطلوب در صنایع حساس ایجاد نماید که قابلیت صادرات و رقابت در بازار های جهانی نیز داشته باشد.

 

 

ضرورت استفاده از کامپاند های تاخیر انداز شعله بدون هالوژن (HFFR)

در طی سال های اخیر، رویکرد متفاوتی در حوزه تاخیر انداز شعله به وجود آمده است و آن هم استفاده از تاخیر انداز شعله بدون هالوژن (HFFR) به جای استفاده سنتی از تاخیر انداز شعله پلیمری (FRP) است. استفاده از HFFR ها به دلیل سازگاری بی نظیر با محیط زیست و غیر سمی بودن در هنگام آتش‌سوزی نسبت به تاخیر اندازهای پلیمری به شدت ترجیح داده می‌شوند. باتوجه به قیمت بالای مس به عنوان بخش اعظم تشکیل دهنده قیمت کابل، تفاوت بین قیمت HFFR و PVC قابل چشم پوشی است و کامپاندهای HFFR در کابل سازی بیشتر ترجیح داده می‌شوند؛ زیرا در صورت آتش سوزی، PVC دود تیره، گاز سمی و خورنده تولید می‌کند و در سال های اخیر مصرف آن‌ها رو به افزایش می باشد.

 

 

لازم به ذکر است که در سال 2001 کنوانسیون استکهلم با هدف حفاظت از سلامت انسان و محیط زیست در برابر آلاینده های آلی پایدار استفاده از بازدارنده های شعله هالوژن دار را ممنوع اعلام کرد. کنوانسیون استکهلم لیست 23 ماده شیمیایی ممنوعه ارگانو هالوژن (شامل همه BFR ها) را اعلام کرد. روند جایگزینی تاخیرانداز های شعله هالوژن دار همچون PVC  از دهه 2000 میلادی شروع شده و بعد از آن شتاب جهانی گرفت. باتوجه به روند صعودی تقاضا برای افزودنی‌های بدون هالوژن، انتظار می‌رود تاخیر انداز شعله بدون هالوژن در چهار سال آینده سریع‌ترین رشد را داشته باشد.

 

کاربردهای کامپاند تاخیر انداز شعله بدون هالوژن (HFFR)

کاربردهای ضد شعله بدون هالوژن (HFFR) بسیار متنوع است. این افزودنی از استفاده سنتی LVSG (دنده سوئیچ ولتاژ پایین) در صنعت ساخت و ساز، تا راه‌اندازی آنها در قطعات ساختاری و الکتریکی برای صنعت خودرو کاربرد دارد. به طور کلی  از HFFR ها در بازارهایی نظیر برق و الکترونیک، ساخت و ساز، حمل و نقل عمومی، سیم و کابل، لوازم خانگی و روشنایی استفاده می‌شود. علاوه بر HFFR از کامپاند تاخیرانداز شعله هالوژن صفر (ZHFR)، کامپاند تاخیر انداز بدون هالوژن کم دود (LSOH) و کامپاند تاخیر انداز شعله کم دود (LSF) نیز در صنعت پنل های کامپوزیتی آلومینومی، صنعت کابل، صنعت کف پوش و فوم عایق نیز استفاده می شود.

 

استفاده از  HFFRها  به دلیل ایمنی خوبی که در برابر آتش سوزی دارد در سیم‌ها و کابل‌ها بسیار پر رنگ است کابل‌های HFFR در ساختمان‌های داخلی مختلف، از جمله فرودگاه‌ها، متروها، بیمارستان‌ها، مدارس، مراکز خرید و ساختمان‌های اداری کاربرد گسترده‌ای دارد. آنها برای طیف گسترده‌ای از کاربردها مانند کابل‌های برق، کابل‌های کنترل، کابل‌های دریایی، سیم‌های BV، سیم‌های برق، سیم‌های موتور، سیم‌های برق تجهیزات و سیم‌های ساختمان استفاده می‌شوند.

 

ترکیب کامپاندهای ضد آتش بدون هالوژن (HFFR)

فناوری فعلی ترکیبات ترموپلاستیک LS0H/HFFR عمدتاً مبتنی بر پلی‌اتیلن (PE) و یا کوپلیمرهای پلی اتیلن یا ترکیبی از LLDPE/EVA است و با ترکیب درصد بالایی از پرکننده‌های مقاوم در برابر شعله مانند آلومینیوم تری هیدرات (ATH)، منیزیم هیدروکسید (MDH) و همچنین مواد هم‌افزا (synergists) مانند بورات روی، سیلیکا نیز استفاده می‌شود. این مواد تقویت‌کننده باعث می‌شوند که ترکیب نهایی کارایی بهتری در مقاومت به شعله از خود نشان دهد.

ATH محبوب‌ترین پرکننده بازدارنده شعله است و با مکانیسم بازدارنده شعله متفاوتی نسبت به سایر بازدارنده‌های هالوژنی کار می‌کند. بازدارنده شعله ATH دو عملکرد بیشتر نسبت به تاخیر اندازهای هالوژنی دارد. این ماده هم به عنوان پرکننده و هم به عنوان کاهنده دود عمل می‌کند. امروزه دود تولید شده از سوزاندن مواد اهمیت ویژه‌ای دارد. این امر به ویژه در شبکه‌های حمل و نقل صادق است. بازدارنده‌های شعله هالوژنی دود را به عنوان بخشی از عملکرد خود تولید می‌کنند در حقیقت  این دود است که به خاموش کردن آتش کمک می‌کند. باز دارنده شعله ATH با مکانیسم متفاوتی کار می‌کند که دود تولید نمی‌کند. حتی استفاده از ATH به تنهایی، در مقدار زیاد می‌تواند آمیزه‌ای با دود بسیار ناچیز ایجاد کند. هنگامی که بازدارنده شعله ATH همراه با کامپاندهای تاخیر انداز هالوژنه استفاده می‌شود، می‌تواند سطح دود را کاهش دهد. برای بازدارنده شعله کارآمد، 60 تا 65 درصد پرکننده باید به ماتریس پلیمری وارد شود که متعاقباً عملکرد مکانیکی اصلی کاهش می‌یابد. به منظور دستیابی به عملکرد مکانیکی عالی در پر کردن مواد معدنی بسیار بالا (زمانی که مقدار پرکننده مواد معدنی زیاد باشد) و بهینه‌سازی عملکرد مکانیکی، پراکندگی آگلومرا (کلوخه) ها و پراکندگی همگن ATH در ماتریس پلیمری، لازم است از طریق یک طراحی پیچ منحصر به فرد، پذیرش ماتریس پلیمری ATH افزایش یابد.

 

 

مکانیسم عملکرد کامپاند HFFR

بازدارنده‌های غیر آلی شعله عمدتاً شامل هیدروکسیدهای فلزی مانند هیدروکسید آلومینیوم Al (OH)₂ و هیدروکسید منیزیم  Mg(OH)₂ هستند. هیدروکسیدهای فلزی مزایای زیادی دارند. آن‌ها بسیار ارزان هستند، در دسترس هستند، غیر سمی هستند و سازگار با محیط‌ زیست.

واکنش‌های زیر واکنش گرماگیر است که دمای شعله را در فاز گاز "خنک" می‌کند. هر دو واکنش زیر آب آزاد می‌کند:

 

 

در مقایسه ATH با Mg(OH)₂، ATH دمای تخریب کمتری دارد (~200 درجه سانتیگراد) و با فرمولاسیون های مبتنی بر EVA/LLDPE استفاده می شود، اما Mg(OH)₂ (هیدروکسید منیزیم) دمای تجزیه بالاتر (~ 340 درجه سانتیگراد) دارد و زمانی که پلی پروپیلن پلیمر پایه است استفاده می شود.

آب در فاز گاز به دور نگه داشتن اکسیژن و خاموش کردن شعله کمک می‌کند. علاوه بر این، اکسیدهای سنگین یک لایه نسوخته (char) ایجاد می‌کنند که لایه زغال به عنوان عایق عمل کرده و از انتقال گرما به ماده جلوگیری می‌کند. هیدروکسیدهای منیزیم و آلومینیوم افزودنی‌هایی هستند که از عمل رقیق‌سازی (Dilution)  استفاده می‌کنند.

 

کامپاندر اکسترودر دو مارپیچ تولید کامپاندهای HFFR

برای تولید کامپاند تاخیر انداز شعله HFFR نیاز است تا حداقل 60 تا 65% فیلر ATH استفاده شود. اینجاست که نقش یک دستگاه کامپاندر پر رنگ می‌گردد. با توجه به این که درصد پرشوندگی فیلرها بسیار بالاست، طراحی سگمنت های پیچ باید به گونه‌ای باشد تا بتواند پراکندگی (dispersion) و توزیع (distribution) خوبی از فیلر در سطح ماتریس پلیمر به وجود آورد. Poex  با بهره‌گیری از بهترین برندهای اروپای غربی برای ساخت مارپیچ (screw)، شفت (shaft) و barrel و به لطف مهندسین و متخصصین خود با طراحی های دقیق و مهندسی شده به ساخت کامپاندرهای High torque و High volume می‌پردازد. در کامپاندهای High volume برند Poex نسبت D_o/D_i به 1.75 می‌رسد و در کامپاندهای High Torque این عدد به 16 Nm/cm³ که قدرت کامپاندرهای Poex را در تولید هرچه بهتر کامپاندهای HFFR دو چندان می‌نماید.

 

 

 

شکل زیر اجزای تشکیل دهنده کامپاندر Poex برای تولید کامپاند HFFR را نشان می‌دهد. به عنوان مثال در این شکل سیستم خوراک دهی اصلی (Main feed) شامل چهار جز پلیمر، مواد افزودنی، پرکننده (آپشنال) و مواد افزودنی تاخیر انداز شعله می‌باشد که با استفاده از سیستم‌های دوزینگ جرمی (loss in weight) و با دقت بسیار بالا مواد وارد دستگاه کامپاندر می‌کند. مواد افزودنی تاخیر انداز شعله علاوه بر سیستم خوراک دهی اصلی از side feeder یا سیستم خوراک دهی جانبی نیز به کامپاندر وارد می‌شود و سیستم دوزینگ در این مرحله LIW می‌باشد. همچنین در صورت نیاز امکان قرار دادن خوراک دهی مایع نیز به کامپاندر وجود خواهد داشت. طراحی screw و barrel به صورت مدولار بوده و این امکان را برای مصرف کننده ایجاد می‌نماید تا در صورت نیاز با تغییر ساختار بندی مارپیچ به تولید محصول دیگری نیز بپردازند.

 

 

در انتهای خط دستگاه پلتایزر underwater قرار داده شده است که گرانول‌های متقارن تولید می‌نماید. لازم به ذکر است Poex علاوه بر Under water pelletizer، سیستم‌های Water ring pelletizer و Strand pelletizer نیز به مشتریان ارائه می‌دهد. در سیستم‌های پلتایزر  Water ring گرانول‌ها به صورت عدسی هستند و در سیستم پلتایزر Strand به صورت استوانه می‌باشد. هرچه گرانول‌های تولید شده متقارن‌تر باشد در فرایند بعدی مصرف کننده در هنگام خوراک دهی کامپاندهای HFFR تولید شده به اکسترودر با مشکل کمتری روبرو خواهد بود.

Poex مفتخر است که بهترین نوع دستگاه کامپاندر HFFR را با بالاترین سطح کیفیت جهانی و قیمتی مناسب به کلیه مشتریان در سراسر دنیا ارائه دهد.

برای کسب اطلاعات بیشتر در زمینه خطوط تولید مستربچ و کامپاند و دیگر محصولات Poex با متخصصین شرکت دیباج صنعت پاسارگاد، نماینده رسمی و انحصاری Poex در ایران تماس حاصل فرمایید.