تمكن علماء من جامعة فولغوغراد التقنية في روسيا من تطوير مادة مضافة مبتكرة للبلاستيك ، تقلل بشكل ملحوظ من قابليته للاشتعال، وتمنح المواد البوليمرية المعالجة بها قدرة عالية على مقاومة انتشار اللهب، تفوق نظيرتها التقليدية بنحو خمسة أضعاف.
ويُعد هذا الابتكار خطوة مهمة نحو تعزيز معايير السلامة في العديد من القطاعات الصناعية التي تعتمد على المواد البلاستيكية بشكل واسع.
ممّ تتكوّن المادة المضافة الجديدة؟
تتكوّن المادة المضافة المطوّرة من محلول كيميائي خاص يضم:
أملاح النحاس
أملاح الأمونيوم
حمض الفوسفوريك
وعند دمج هذا المحلول مع البوليمر، يمتزج معه ليشكّل بنية كيميائية جديدة تعمل على مقاومة الاحتراق من خلال ثلاثة مسارات متزامنة.
آلية عمل مبتكرة بثلاثة اتجاهات
يعمل هذا التركيب المتقدم على تثبيط عملية الاحتراق عبر آليات متكاملة، تشمل:
1. تكوين طبقة واقية
يسهم عنصر الفوسفور في تكوين طبقة سطحية واقية تشبه طبقة فحم الكوك، تعمل كحاجز يمنع وصول الأكسجين إلى المادة، ما يحد من اشتعالها.
2. تقليل شدة اللهب
يطلق النيتروجين غازات غير قابلة للاشتعال، تساعد على خفض شدة اللهب وتقليل سرعة انتشاره.
3. تثبيط التفاعلات الكيميائية
يحفّز النحاس تفاعلات كيميائية خاصة تؤدي إلى إبطاء ومنع سلسلة التفاعلات المسؤولة عن الاحتراق.
كفاءة عالية دون التأثير على جودة البلاستيك
بحسب الباحثين، لا تتطلب هذه التقنية سوى إضافة نحو 8 بالمئة فقط من المادة المضافة إلى الوزن الإجمالي للبلاستيك، مع الحفاظ على:
قوة المادة الميكانيكية
متانتها
خصائصها الأساسية
كما يساهم هذا التركيب في تحسين ميوعة المواد الخام أثناء عمليات التصنيع، ما يسهل إنتاجها على نطاق صناعي.
تطبيقات واسعة في قطاعات حيوية
يوضح سيرغي بوريسوف، الأستاذ المشارك في قسم كيمياء وتكنولوجيا معالجة المطاط بالجامعة، أن مركّبات البوليمر المقوّاة تُستخدم على نطاق واسع في:
قطاع البناء
صناعة الطيران
الإلكترونيات
صناعة السيارات
إلا أن العيب الرئيسي لهذه المواد يتمثل في انخفاض مقاومتها للاحتراق، بسبب ارتفاع محتواها العضوي، وهو ما يسعى هذا الابتكار الروسي إلى معالجته بفعالية.
خطوة مهمة نحو صناعة أكثر أمانا
يمثل هذا الاكتشاف تقدما علميا مهما في مجال تكنولوجيا المواد، وقد يسهم مستقبلا في:
رفع معايير السلامة من الحرائق
تقليل المخاطر في المنشآت الصناعية والسكنية
تطوير مواد بلاستيكية أكثر أمانا واستدامة
