ألياف القطن المعدنية المقاومة للحريق. القطن المقاوم للصهر هو معدن وألياف السيليكا التي توجد بشكل طبيعي في المناجم والرواسب الطبيعية. تُعرف هذه المادة أيضًا باسم الأسبستوس. ألياف هذه التركيبة مرنة وناعمة للغاية ومقاومة للتآكل والحرارة والكهرباء. هذه الخصائص تجعل هذه المادة مركبًا مفيدًا. ومع ذلك ، فإن هذا المركب مادة مسرطنة وتؤدي هذه المشكلة إلى قيود في استخدامه. الأسبستوس هو عازل فعال ويمكن استخدامه في النسيج والورق والأسمنت والبلاستيك ومواد أخرى لمزيد من القوة. ولكن عندما يتم استنشاق أو ابتلاع غباره ، يمكن أن تبقى أليافه في الجسم بشكل دائم.
ألياف القطن المقاومة للحريق
الأسبستوس أو ألياف القطن المعدنية المقاومة للحريق هي نوع من السيليكات الموجودة في الصخور والتربة. بسبب المقاومة العالية لأليافها ضد الحرارة ، فهي تستخدم في مواد البناء كعزل ضد الحريق. يستخدم هذا المعدن في صناعة مجموعة واسعة من السلع الصناعية مثل الأسقف المعلقة والبلاط وبعض الصناعات الورقية ، وبسبب الاحتكاك الشديد ، فإنه يستخدم في صناعة تيل الفرامل والقوابض وبعض قطع غيار السيارات الأخرى.
خصائص القطن المضاد للحريق
يبلغ وزنه الجزيئي 277.11 جرام ويتواجد بألوان الأخضر والأحمر والأصفر والأبيض والرمادي والأزرق. يتم إنشاء هذه المادة نتيجة للتحويل الحراري المائي للصخور البركانية القلوية والقلوية الفائقة (الزبرجد الزيتوني والبيروكسين) إلى سربنتين.أثناء هذه العملية ، تتم عملية تكوين الأسبست ، ويتم الحصول على نوعين من الأسبستوس بهياكل مختلفة. أسبست سربنتين وأسبست أمفيبوليت. يحتوي كل نوع من الأنواع المذكورة أعلاه على عدة مجموعات فرعية يمكنك رؤيتها في الجدول أدناه.
تطبيق القطن المضاد للحريق
تتمتع هذه المادة بخصائص قيمة مثل الاستقرار الحراري ، وعدم القابلية للاشتعال ، ومقاومة التحلل ، ومقاومة المواد الكيميائية ، والقدرة على الدوران في الألياف ، والعزل الحراري الجيد ، والقوة الميكانيكية ، و “الترطيب” الجيد بواسطة المواد اللاصقة العضوية وغير العضوية. لهذا السبب ، يتم استخدامه في مجموعة واسعة من التطبيقات وفي جميع القطاعات الصناعية تقريبًا.
على سبيل المثال ، القطن المضاد للحريق في ألواح وأنابيب الأسمنت الأسبستي ، وسادات الفرامل وألواح القابض ، ومنسوجات الأسبستوس ، وأغطية الأرضيات ، ومركبات صب البلاستيك ، وألواح الختم عالية الضغط ، وألواح وألواح الأسبستوس كمواد تكرير ، ويستخدم في مركبات التشكيل ، كعزل المواد أو الحجاب الحاجز وفي العديد من التطبيقات الأخرى.
الأكثر استخدامًا للقطن المضاد للحريق
هناك أكثر من 3000 استخدام لهذه المادة. يتم استخدام أكبر كمية من هذه المادة في مواد الألياف متعددة الهياكل للتعزيز الميكانيكي للمواد اللاصقة غير العضوية (الأسمنت) أو العضوية (PVC ، المطاط ، البلاستيك الصلب). إن زيادة قوة الشد (حوالي 10٪) لألياف القطن المقاومة للحريق حتى درجة حرارة 400 درجة مئوية أمر مهم في بعض مجالات التطبيق هذه. وتجدر الإشارة إلى أن الألياف الزجاجية عند درجة الحرارة أعلاه لها جزء ضئيل فقط من قوتها عند درجة حرارة الغرفة.
تطبيقات ألياف القطن الحرارية في المركبات
الأسمنت الأسبستي هو أهم منتج ذو قاعدة معدنية مقواة بالألياف تم استخدامه في صناعة البناء منذ عام 1900. يتم توصيل هذه الألياف (عادة الكريسوتيل) بواسطة الأسمنت البورتلاندي ونتيجة لتصلب الخليط الناتج ، يتم الحصول على مادة مقواة بنسبة 10 إلى 20٪ أسبستوس بخصائص ممتازة (إيتيرنيت ، كولغوريت ، إلخ).
في الطريقة التقليدية لصنع الأسمنت الأسبستي ، يتم تحضير الملاط من الأسمنت والألياف من هذه المادة ، ويستقر في مناخل أسطوانية تعمل باستمرار ، على شكل مادة ليفية رقيقة. ثم يتم ضغط مادة الزغب تحت ضغط 200 بار وتبقى في القوالب لمدة 24 إلى 48 ساعة لتتصلب. يمكن تسريع العملية المذكورة أعلاه عن طريق التصلب بالبخار.
يتم أيضًا إنتاج الألواح القطنية المقاومة للحريق المستخدمة في الأسقف والأجزاء المصبوبة من الصناعات الأخرى (بما في ذلك أنابيب الضغط العالي للاستخدام عند ضغوط تصل إلى 40 بار) بنفس الطريقة أو بطرق مماثلة.
استخدام القطن المضاد للحريق في الأسمنت
يستخدم الأسمنت الأسبستي على نطاق واسع نظرًا لخصائصه الميكانيكية الجيدة ، والتوصيل الحراري المنخفض ، والاستقرار ضد الهواء ، والتجميد والانحلال. يمكن أيضًا تطبيق ملاط هذه المادة والأسمنت على الطبقات الحرارية (الساخنة والباردة) وعزل الصوت باستخدام طريقة الرش.
بُذلت جهود كبيرة من أجل الحصول على مواد بديلة لهذه المادة في الأسمنت (مثل الألياف الزجاجية ، والألياف الفولاذية ، والألياف العضوية) ، على الرغم من ارتفاع أسعار الألياف البديلة أو عدم استقرارها مقارنة بالمواد القلوية في الأسمنت ، لا يوجد أساسًا. تم اقتراح مواد بديلة مناسبة.
يعتبر معامل الاحتكاك العالي للقطن الجبلي (0.4 إلى 0.5 مقارنة بأقل من 0.1 للألياف الزجاجية) مهمًا في مجال تطبيق البطانة الاحتكاكية. في إنتاج وسادات القابض والفرامل ، يتم استخدام 20 إلى 60٪ من القطن المضاد للحريق جنبًا إلى جنب مع الحشو والرقائق المعدنية ويفضل راتنجات الفينول والمطاط (على شكل مادة متعددة الهياكل).
استخدام القطن المضاد للحريق في تيل الفرامل
حاليًا ، يتم أيضًا تصنيع وسادات الفرامل غير الأسبستوس المعروفة باسم “تيل الفرامل شبه المعدنية”. تتكون هذه المنتجات من مزيج من الألياف المعدنية ومساحيق المعادن وألياف السليلوز وألياف سيليكات الألومنيوم والصوف الصخري المرتبط بالراتنجات الاصطناعية.
المواد العضوية المقواة بهذه المادة (اللدائن الحرارية ، اللدائن الجافية واللدائن) تستخدم على نطاق واسع. من بينها ، يمكن ذكر مواد القولبة القابلة للتصلب القائمة على راتنجات الفينول أو الميلامين المقوى بقطن مقاوم للحريق لإنتاج أجزاء العزل في محركات الاحتراق والأجزاء المستخدمة في التركيبات الكهربائية والتروس. تُستخدم الألياف الزجاجية وألياف كيرني والألياف الاصطناعية الأخرى كبدائل ليفية وكربونات الكالسيوم أو الطين أو التلك كبدائل غير ليفية.
قطن مقاوم للحريق في الأرضيات والبلاط
في إنتاج الأرضيات والبلاط من البولي فينيل كلوريد ، يضاف الأسبستوس إلى اللدائن الحرارية. على الرغم من أن هذه المادة يتم استبدالها بسرعة بألياف زجاجية. يتم استخدام المطاط المقوى بهذه المادة كمادة مانعة للتسرب. ويتم استخدامه في إنتاج صفائح “IT” ، والتي تُباع أيضًا تحت اسم “Klingrit”. بالنسبة للمواد المانعة للتسرب المقاومة للأحماض (مثل حمض الفوسفوريك) ، يفضل استخدام الأمفيبول على الكريسوتيل.
في هذه الأنواع من التطبيقات ، يتزايد استخدام الألياف ذات المخاطر الأقل مثل ألياف الجرافيت أو بولي تترافلورو إيثيلين. غالبًا ما تشكل المنسوجات المنسوجة بهذه المادة ، الملبدة أو المشععة ، أساس مكونات الختم مثل طبقات الجوانات والأختام الحلقية.
يتم استخدام الورق والألواح المصنوعة من هذه المادة ، والتي يتم إنتاجها عن طريق ترشيح وضغط ملاط الألياف (على غرار إنتاج الورق) ، في حشيات رؤوس الأسطوانات لمحركات الاحتراق المبردة بالماء.
ألياف القطن المقاومة للحريق في المنسوجات
الكريسوتيل هو أنسب أنواع الأسبستوس للمنسوجات. يمكن غزل 0.8٪ فقط من المواد الخام. في إنتاج المنتجات المنسوجة من الأسبستوس ، يجب إضافة الألياف المعروفة باسم الألياف الحاملة لتحقيق القوة المطلوبة. يقلل هذا الإجراء درجة حرارة العمل القصوى للمنسوجات من حوالي 480 درجة مئوية (وهو ما يعادل 99-100٪ من خيوط الأسبستوس). سيكون هذا الانخفاض في درجة الحرارة دالة على كمية الألياف الحاملة. في مجال التطبيقات ذات درجات الحرارة العالية ، يتزايد استخدام المنسوجات المصنوعة من الألياف المعدنية الخالية من الأسبست.
ألياف القطن المقاومة للصهر في التنقية
يستخدم الكريسوتيل كعامل توضيح في تنقية الأطعمة والمشروبات وفصل الفيروسات والبيروجينات عن المحاليل الطبية شديدة الحساسية. تعد مساحة السطح العالية النوعية ، وإمكانات زيتا الإيجابية ، وخصائص التبادل الأيوني للكريسوتيل مجموعة مواتية للغاية من الخصائص. لذلك ، من الصعب العثور على مادة بديلة خالية من الأسبستوس أو مثل هذه الخصائص. تم اقتراح طبقات السليلوز الممزوجة مع التراب الدياتومي (زيتا ، زائد ، مرشح) كبديل للقطن المقاوم للحريق.
خصائص ألياف القطن المقاومة للحريق
تستخدم هذه المادة في العديد من المنتجات لمقاومتها للتآكل والحرارة والعزل ، إلخ. استنشاق أو ابتلاع هذه المادة يمكن أن يسبب العديد من المخاطر. هذه المادة لا طعم لها ولا رائحة ولا يمكن رؤيتها بالعينين. لا يمكن تحديد هذا المركب إلا بمساعدة الاختبارات الخاصة.
تشير الدراسات إلى أن هذا المزيج يمكن أن يسبب سرطانات مختلفة. أكثر أنواع السرطانات المرتبطة بالأسبستوس شيوعًا هي ورم الظهارة المتوسطة. لكن هذا المزيج له علاقة خاصة بأمراض مثل سرطان الرئة وسرطان المبيض وسرطان الحنجرة. تشمل الأمراض الأخرى التي تسببها هذه المادة الأسبست ، والانصباب الجنبي ، واللويحات الجنبية ، ومرض الانسداد الرئوي المزمن ، وما إلى ذلك. لا يحظر استخدام هذه المواد في الولايات المتحدة.
