• sales
  • 064-931-9191
  • admin@sync-innovation.com
  • support
  • 095-778-1204
  • support@sync-innovation.com
  • mon-sat 8:00-19:00

พลาสติกไม่ลุกติดไฟ (Flame Retardant) คืออะไร ปลอดภัยจริงมั้ย

กลไกของการเกิดไฟ

พื้นฐานการเกิดไฟตามหลักวิทยาศาสตร์จะต้องประกอบไปด้วย 3 ตัวองค์ประกอบหลักคือ 1. เชื้อเพลิง 2.ออกซิเจน และ 3. ความร้อนที่เพียงพอ ดังนั้นวัสดุจำพวกพอลิเมอร์ หรือพลาสติกที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบ จึงเป็นเชื้อเพลิงชั้นดีที่ทำให้เกิดไฟลุกติดอย่างต่อเนื่อง (Chain reaction)

เส้นพลาสติก Filament สำหรับ 3D Printer หลายชนิดที่มีการผลิตมาจากธรรมชาติ หรือปิโตรเลียม จึงสามารถลุกติดไฟได้ดี ซึ่งหากนำไปทำเป็นอุปกรณ์เกี่ยวข้องกับอิเล็กทรอนิกส์ จะกลายเป็นเชื้อเพลิงอย่างดีหากเกิดอุบัติเหตุการลัดวงจร หรือเกิดการไหม้ขึ้น ตามคลิปด้านล่าง

ดังนั้นหากเป็นการผลิตในระดับอุตสาหกรรมจะมีการกำหนดสเปคของวัสดุพลาสติกที่นำมาใช้งาน โดยใช้มาตรฐาน UL (Underwriters Laboratories) รหัส UL 94: Test for Flammability of Plastic Materials for Parts in Devices and Appliances
หรือหากเป็นชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์จะมีมาตรฐาน IEC IEC 60695-1 ถึง 60695-5 นอกจากนี้แต่ละประเทศก็จะมีมาตรฐานของตัวเองด้วย อย่างประเทศไทยเองก็มี มอก. (มาตรฐานอุตสาหกรรม) กำกับไว้ ทั้งนี้เพื่อป้องกันการเกิดไฟไหม้แล้วลามไปยังส่วนอื่นๆ สร้างความเสียหายเพิ่มมากขึ้น

สารเคมีที่ทำให้ไม่เกิดการติดไฟ

สารหน่วงการติดไฟ (Flame Retardant Agent) มีบทบาทสําคัญในการแก้ไขข้อจํากัดด้านการทนความร้อนของพอลิเมอร์หรือพลาสติก หากพลาสติกเกิดการเผาไหม้ และติดไฟได้ง่ายจนเกิดเปลวไฟ กลุ่มควัน ไอพิษ ซึ่งเป็นอันตรายต่อร่างกาย และระบบหายใจอย่างมาก ดังนั้นการใส่สารตระกูล Flame Retardant เพื่อช่วยลดการแพร่กระจายของเปลวไฟ ทําให้เกิดการลุกลามไฟให้ช้าลง และยับยั้งการก่อตัวของควัน  เหมาะสำหรับการใช้งานประเภทที่ไม่ต้องการให้เกิดการติดไฟ โดยสารหน่วงการติดไฟหรือการลามไฟถูกแบ่งออกเป็นหลายประเภท

  • Halogen (Halogen-Based Flame Retardant) เป็นตระกูลสารหน่วงไฟที่มีฮาโลเจนเป็นองค์ประกอบหลัก และเป็นสารหน่วงไฟที่มีการใช้มากที่สุด ทั้งในพลาสติกและสิ่งทอ เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการหน่วงไฟได้ดี   
  • Halogen free (Halogen Free Flame Retardant) ส่วนใหญ่เป็นจะประกอบไปด้วย Phosphorus, Ethylene Vinyl Acetate (EVA), Aluminium Tri Hydroxide (ATH) และ Polyethylene (PE) แม้ว่าผลิตภัณฑ์บางตัวจะใช้แมกนีเซียมออกไซด์แทน ATH เพื่อเป็นสารหน่วงไฟ

ปัจจุบันสารหน่วงการติดไฟชนิดที่นิยมใช้กันมาก คือ Halogen free เนื่องจากมีความปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิงแวดล้อม เพราะไม่ก่อให้เกิดก๊าซพิษเมื่อเกิดการเผาไหม้

สิ่งที่ควรคำนึง   สารหน่วงไฟบางชนิดเป็นสารก่อมะเร็ง และเมื่อเกิดการเผาไหม้จะเกิดแก๊สฮาโลเจน คือ HBr และ HCI ซึ่งเป็นแก๊สพิษ มีอันตรายหากสูดดมเข้าไป จะมีฤทธิ์ในการทำลายปอด และระบบทางเดินหายใจ และหากได้รับแก๊สนี้ในปริมาณมาก อาจถึงแก่ความตายได้ นอกจากนี้สารหน่วงไฟประเภทฮาโลเจน เมื่อถูกเผาทำลายหรือนำไปรีไซเคิล จะก่อให้เกิดสารไดออกซิน (Dioxins) ที่มีโครงสร้างและความเป็นพิษ ซึ่งเป็นสารก่อมะเร็ง แพร่กระจายในอากาศ หรือลงสู่ดิน เกิดเป็นอันตรายต่อสิ่งแวดล้อม

นอกจากสารเคมีดังกล่าวจะมีคุณสมบัติในการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติในการติดไฟของเชื้อเพลิง หรือเข้าไปรบกวนขั้นตอนในขบวนการสันดาป ทำให้อัตราการสันดาปช้าลง หรือขบวนการสันดาปหยุดชะงักลง สารเคมีที่มีคุณสมบัติในการหน่วงไฟดีที่สุด ได้แก่ ฟอสฟอรัส แอนติโมนี คลอไรน์ โบรไมน์ โบรอน ไนโตรเจน เป็นต้น ซึ่งอยู่ในรูปสารประกอบที่แตกต่างกัน โดยสารประกอบที่ใช้เป็นสารหน่วงไฟในการดับไฟป่าที่เป็นที่รู้จักกันดีและใช้งานกันอย่างกว้างขวาง อย่างเช่น แอมโมเนียมซัลเฟต (AS, (NH4)2 SO4) และไดแอมโมเนียมฟอสเฟต (DAP, (NH4)2 H2 PO4) สารประกอบทั้งสองชนิดนี้ได้รับความนิยมเป็นอย่างมาก เนื่องจากมีประสิทธิภาพในการหน่วงไฟสูง อีกทั้งยังเป็นสารที่มีองค์ประกอบใกล้เคียงกับปุ๋ยเคมีที่ใช้ในการเกษตร จึงหาได้ง่าย มีราคาถูก และมีผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมไม่มากนัก

ข้อควรระวัง สารหน่วงไฟบางชนิดอาจอยู่ทน ทำลายยาก และยังนิยมใช้กันอยู่ในอุตสาหกรรม คือ แอมโมเนียมซัลเฟต และไดแอมโมเนียมฟอสเฟต แม้ว่าจะมีองค์ประกอบใกล้เคียงปุ๋ยเคมีการเกษตรมาก แต่หากใช้ในปริมาณมาก โดยเฉพาะเมื่อลงไปสะสมอยู่ในแหล่งน้ำ ฟอสเฟตจะทำให้น้ำเสีย มีผลกระทบร้ายแรงต่อสิ่งมีชีวิตในน้ำ หากเกิดการสะสมอยู่ในสิ่งมีชีวิต เช่น สารหน่วงไฟโบรมีน เมื่อปล่อยลงสู่แหล่งน้ำพบว่ามีผลต่อฮอร์โมนสัตว์น้ำ เกิดอันตรายต่อระบบสืบพันธ์ และเป็นสารพิษต่อสัตว์น้ำ

flame retardants compare material

สารหน่วงการติดไฟมีความสําคัญในการปรับปรุงคุณสมบัติของพอลิเมอร์หรือพลาสติก โดยเฉพาะในชิ้นงานทีไม่ต้องการให้เกิดการติดไฟ เช่น ชิ้นส่วนในอุตสาหกรรมยานยนต์ ชิ้นส่วนเครื่องใช้ไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ วัสดุก่อสร้าง เฟอร์นิเจอร์ สิ่งทอ เป็นต้น ด้วยความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีในปัจจุบันทำให้ได้มีการพัฒนาสารหน่วงการติดไฟให้มีส่วนประกอบที่ปลอดภัยและเป็นมิตรต่อสิงแวดล้อม เพื่อประโยชน์ในการใช้งานอีกด้วย

Flame Retardant Filaments

ปัจจุบันมีวัสดุสำหรับเครื่องพิมพ์ 3 มิติ (3D Ptinter) ระบบ FDM จำนวนมากซึ่งในตลาดส่วนใหญ่เป็น PLA และ ABS เพราะวัสดุเหล่านี้มีคุณสมบัติที่สามารถตอบสนองความต้องการส่วนใหญ่ของการใช้งาน แต่ในวัสดุชนิดพิเศษบางอย่างจะมีสารหน่วงไฟ ทำให้ปลอดภัยมากขึ้น โดยมีอยู่ในวัสดุอย่าง ASA, PC,  ABS, PEEK  ซึ่งมีแบรนด์ดังหลายค่ายทำออกมาในเชิงพาณิชย์แล้ว และไม่ติดไฟ หรือมีการลามไฟช้ามากๆ เช่น

  • Firewire® Flame Retardant ABS (flame retardant level of UL94: V-0)
  • 3D4MAKERS® ASA Filament  (flame retardant level of UL94: HB)
  • MatterHackers® Flame Resistant Polycarbonate (FR-PC) (flame retardant level of UL94: V-2)
  • ThermaX™ PPS  (flame retardant level of UL94: V-0)
  • FluorX™ PVDF  (flame retardant level of UL94: V-0)
  • ThermaX™ PPSU  (flame retardant level of UL94: V-0)

พอลิคาร์บอเนต  หรือ PC (Polycarbonate) เป็นพลาสติกที่มีความแข็งแรงและทนต่อแรงกระแทกสูง วัสดุชนิดนี้ใช้ในการทำกระจกกันกระสุน  และเป็นวัสดุที่มีแบบเส้นสำหรับใช้กับการพิมพ์ 3 มิติ นอกจากนี้ยังมีจุดเด่นในเรื่อง Flame Retardant อีกด้วย เนื่องจากมีความต้านทานต่ออุณหภูมิสูง และมีสารหน่วงไฟ โดยผ่านการทดสอบด้วยมาตรฐาน UL94 ให้ผลลัพธ์คือ V-2 ซึ่งทำให้ Flame Retardant Filament นี้เหมาะสำหรับการพิมพ์ชิ้นส่วนที่มีน้ำหนักเบา เครื่องจักรและอื่น ๆ

ASA Material

ผลการทดสอบการติดไฟและลามไฟของพลาสติกชนิดต่างๆ ไม่ว่าจะอยู่ในชั้นคุณภาพใด ก็สามารถนำไปใช้งานจริงได้ ซึ่งโดยทั่วไปแล้ว หากชั้นคุณภาพผ่านการทดสอบอยู่ในระดับ HB มักใช้กับงานทั่วไป แต่ถ้าอยู่ในระดับ V-0 นิยมใช้ในการผลิตเป็นชิ้นส่วนอิเลคทรอนิกส์หรืออุปกรณ์ไฟฟ้า ส่วนคุณสมบัติด้านต่างๆ ยังคงรักษาประสิทธิภาพไว้ได้อย่างดี และเหมาะกับการผลิตทางอุตสาหกรรมอีกด้วย

ตัวอย่างคุณสมบัติต่างๆ ของ  ASA Filament

ที่มา Technical Data Sheet 3D printing filament 3D4Makers.com

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *

Share on facebook
Facebook
Share on google
Google+
Share on twitter
Twitter
Share on linkedin
LinkedIn
Share on pinterest
Pinterest

สนใจเครื่องพิมพ์ 3 มิติ

เรามีเครื่องที่ตอบโจทย์การใช้งานทุกประเภท ตั้งแต่บุคคลเริ่มต้นจนไปถึงอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ พร้อมให้คำแนะนำการใช้งาน และวัสดุที่เหมาะสม เพื่อให้คุ้มค่าการลงทุนมากที่สุด

ติดตามข่าวสารและบทความ

บทความน่าสนใจอื่นๆ

3D Printing Materials

Antimicrobial Filament เส้นปลอดเชื้อจุลินทรีย์ ปลอดภัยจริงมั้ย ?

สารต้านจุลชีพ หรือสารที่ทำลายเชื้อจุลินทรีย์และแบคทีเรียได้โดยเฉพาะ เรียกว่า Antimicrobial ซึ่งมีฤทธิ์ทำลาย หรือยับยั้งการเจริญเติบโตของจุลชีพ อันได้แก่ ไวรัส

อ่านต่อ
ESD Filament Protection
3D Printing Materials

ESD Safe Filament คืออะไร เหมาะกับการใช้งานแบบไหน

ไฟฟ้าสถิตย์ หรือมีตัวย่อว่า ESD คือการเกิดความเสียหายอย่างหนึ่งที่เกิดขึ้นแล้วแฝงอยู่ในตัวอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจาก ESD อาจจะไม่ได้เกิดขึ้นแล้วเห็นผลในทันที แต่เป็นความเสียหายที่แฝงอยู่แล้วทำให้อุปกรณ์นั้นยังคงทำงานได้ตามปกติ

อ่านต่อ
Flame Retadant Polymer
3D Printing Materials

พลาสติกไม่ลุกติดไฟ (Flame Retardant) คืออะไร ปลอดภัยจริงมั้ย

กลไกของการเกิดไฟ พื้นฐานการเกิดไฟตามหลักวิทยาศาสตร์จะต้องประกอบไปด้วย 3 ตัวองค์ประกอบหลักคือ 1. เชื้อเพลิง 2.ออกซิเจน และ

อ่านต่อ