using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

109
ﺍﻟﻌﺮﺍﻕ ﲨﻬﻮﺭﻳﺔ ﺍﻟﻌﻠﻤﻲ ﻭﺍﻟﺒﺤﺚ ﺍﻟﻌﺎﱄ ﺍﻟﺘﻌﻠﻴﻢ ﻭﺯﺍﺭﺓ ﺑﺎﺑﻞ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﺍﻷﻧﺘﻴﻤﻮﻥ ﺃﻭﻛﺴﻴﺪ ﻣﺎﺩﺓ ﺇﺳﺘﺨﺪﺍﻡ ﺩﺭﺍﺳﺔُ ﻟﻠﻬﺐ ﻣﻌﻴﻘﺔ ﻛﻤﺎﺩﺓ ﺍﻟﺜﻼﺛﻲْ َ ﺑﺎﺑﻞ ﺟﺎﻣﻌﺔ ﺇﱃ ﻣﻘﺪﻣﺔ ﺭﺳﺎﻟﺔ ﺍﳍﻨﺪﺳﺔ ﻛﻠﻴﺔ ﻭﻫﻲ ﺍﳌﻮﺍﺩ ﻫﻨﺪﺳﺔ ﻗﺴﻢ ﻣﺘﻄ ﻣﻦ ﺟﺰء ﺍﳌﻮﺍﺩ ﻫﻨﺪﺳﺔ ﻋﻠﻮﻡ ﺍﳌﺎﺟﺴﺘﲑ ﺩﺭﺟﺔ ﻧﻴﻞ ﻠﺒﺎﺕ ﺍﳌﻬﻨﺪﺱ ﻗﺒﻞ ﻣﻦ ﺍﳌﻮﺳﻮﻱ ﻣﺴﻠﻢ ﺇﺑﺮﺍﻫﻴﻢ ﻋﻠﻲ ﺑﺈﺷﺮﺍﻑ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ ﺍﻟﺪﻛﺘﻮﺭ ﺍﳋﺰﺭﺟﻲ ﳏﻤﺪ ﺧﻠﻒ ﻗﺤﻄﺎﻥ ﺍﳋﻔﺎﺟﻲ ﺃﲪﺪ ﻛﺮﻳﻢ ﺟﻠﻴﻞ ﺁﺫﺍﺭ2003 ﳏﺮﻡ1424 ﻫـ

Upload: ali-ial-mosawi

Post on 07-Aug-2015

48 views

Category:

Engineering


9 download

TRANSCRIPT

Page 1: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

مجهورية العراق وزارة التعليم العايل والبحث العلمي

جامعة بابل

دراسة إستخدام مادة أوكسيد األنتيمون

الثالثي كمادة معيقة للهب

قسم هندسة املواد وهي– كلية اهلندسة –رسالة مقدمة إىل جامعة بابل لبات نيل درجة املاجستري علوم يف هندسة املوادجزء من متط

من قبل املهندس علي إبراهيم مسلم املوسوي

بإشراف الدكتور الدكتور

جليل كريم أمحد اخلفاجيقحطان خلف حممد اخلزرجي

هـ1424حمرم م 2003آذار

Page 2: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

الر اهللاسمب

الرمحن

يمح

و

م أوتآيت

م

من

ل الع م

ال قإ يالل

ص

دق

العلي الع اهللا

يمظ

سورة اإلسراء )85(اآلية

Page 3: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

إقرار املشرف

دراسة إستخدام مادة ” ن إعداد ھذه الرسالة الموسومةأشھد بن

أوكسيد األنتيمون الثالثي كمادة معيقة للهب

جرى تحت “

جامعة بابل وھي جزء من - كلیة الھندسة-أشرافنا في قسم ھندسة المواد

.متطلبات نیل درجة الماجستیر في ھندسة المواد

املشرف املشرف

جليل كريم أمحد اخلفاجي.قحطان خلف حممد اخلزرجي د.د

Page 4: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

قرار جلنة املناقشة

دراسة إستخدام مادة (طلعنا على الرسالة الموسومة إنشھد بأننا أعضاء لجنة المناقشة أوكسيد األنتيمون الثالثي كمادة معيقة للهب

وقد ناقشنا الطالب الذي أعدھا، )

القة بھا ونقر بأنھا جدیرة لنیل في محتویاتھا وفیما لھ ع) علي إبراهيم مسلم املوسوي (

. الماجستیر في ھندسة المواددرجة

قحطان خلف الخزرجي. د مشرفا- عضوا

الجامعة التكنلوجیة- أستاذ

جلیل كریم الخفاجي. د مشرفا- عضوا معھد المنتصر- رئیس باحثین

تحسین علي الحطاب . د رئیس اللجنة- عضوا

جامعة بابل- أستاذ مساعد

عالء محمد حسین. د عضوا

جامعة بابل- مدرس

بلقیس محمد الدباغ. د عضوا

الجامعة التكنلوجیة- أستاذ مساعد

مصادقة رئیس قسم ھندسة المواد الدكتور تحسین علي الحطاب

مصادقة عمادة كلیة الھندسة الدكتور ھارون عبد الكاظم شھد

Page 5: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

قائمة الرموز

Page 6: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

قائمة الرموز

الوحدات معىن الرمز الرمز

q القدرة المسلطة(كمیة الحرارة المارة بوحدة الزمن( W

k معامل الموصلیة الحراریة W/m.ºC

A مساحة مقطع إنسیاب الحرارة m2

XT ºC/m )اإلنسیاب الحراري( التدرج الحراري نسبة للمسافة ∆∆

C السعة الحراریة J/ºC

dT التغیر بدرجة الحرارة ºC

c الحرارة النوعیة J/g.ºC

m كتلة المادة g

tT ºC/sec معدل التغیر بدرجة الحرارة مع الزمن ∆∆

Page 7: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

قائمة املصطلحات

قائمة

املصطلحات

Page 8: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

قائمة املصطلحات

Trioxide وكسید ثالثيا Tetroxide كسید رباعياو Pentoxide وكسید خماسيا

Flame Spread ھبإنتشار الل Ignition إشتعال

Swell إنتفاخ Intumescent إنتفاخ Pigments )حبیبات ملونة (أصباغ Polymer بولیمیر

Thermal Erosion تعریة حراریة Decomposition تفكك

Dibasic ثنائي القاعدة Free Radicals جذور حرة Fillers حشوات

دھان أو طالء Paints Resin راتنج

Torch شعلة حراریة Translceability شفافیة

Thermal Insulation عزل حراري Colloidal غروي

Endothermic Processes عملیات ماصة للحرارة Flammability لتھابإلقابلیة ا Combustibility حتراقإلقابلیة ا

Recycleability قابلیة اإلعادة Rhombohedral )موشور رباعي(معیني Cubic مكعب

Adhesives مواد الصقة Composite Material مادة مركبة

Stablizer مثبت Orthorhombic معیني

Flame Retardant Material ھبمادة معیقة لل Insulators Material مادة عازلة

Thermoplastic بالحرارةطاوعم Thermosetting بالحرارةبمتصل Synergist محفز Permability نفاذیة

Page 9: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

احملتويات

Page 10: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

احملتويات

i

الصفحة وعـــــــــــــــــاملوض التسلسل

v ملحق األشكال

vii ملحق الجداول

viii الخالصة

املقدمة- الفصل األول

1 المقدمة 1.1

4 ھدف الدراسة 2.1

4 ترتیب اإلطروحة 3.1

اجلانب النظري–الفصل الثاني

6 المقدمة 1.2

6 المواد المعیقة للھب 2.2

6 إسلوب عمل معیقات اللھب 3.2

7 الفیزیائيالفعل 1.3.2

Page 11: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

احملتويات

ii

8 الكیمیائيالفعل 2.3.2

8 تصنیف المواد المعیقة للھب 4.2

8 المواد المضافة 1.4.2

9 المواد المتفاعلة 2.4.2

9 المواد المدمجة 3.4.2

9 أنواع المواد المعیقة للھب 5.2

9 معیقات اللھب غیر العضویة 1.5.2

10 معیقات اللھب الھالوجینیة 2.5.2

11 معیقات اللھب الفسفوریة 3.5.2

12 معیقات اللھب النایتروجینیة 4.5.2

12 األنتیمون الثالثيأوكسیدالمادة األولیة المستخدمة في تحضیر 6.2

12 األنتیمون .27

14 تحضیر األنتیمون .28

15 أنواع األنتیمون .29

16 دنياألنتیمون المع 1.9.2

17 األنتیمون األسود 2.9.2

18 األنتیمون األصفر 3.9.2

18 األنتیمون المتفجر 4.9.2

20 أكاسید األنتیمون 10.2

21 األنتیمون الثالثيأوكسید 1.10.2

23 األنتیمون الثالثيأوكسید محدداتمزایا و 1.1.10.2

24 الثالثيوكسیدطرق تصنیع األ 2.1.10.2

27 األنتیمون الرباعيوكسیدأ 2.10.2

27 األنتیمون الخماسيأوكسید 3.10.2

28 المواد المركبة 11.2

28 المادة األساس 1.11.2

Page 12: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

احملتويات

iii

29 مواد التقویة 2.11.2

31 ة الحراریةلتعریإختبار ا 12.2

الموصلیة الحراریة 13.2 33

36 السعة الحراریة 14.2

39 مراجعة األدبیات 15.2

اجلانب العملي –الفصل الثالث

41 المقدمة 1.3

41 تھیئة المادة األولیة المستخدمة في تحضیر المادة المعیقة للھب 2.3

42 تحضیر المادة المعیقة للھب 3.3

42 األنتیمون الثالثي لتحسین إعاقتھ للھبأوكسیدالمادة المضافة الى 4.3

44 تخدمة في تحضیرالمادة المركبةتھیئة المادة األولیة المس 5.3

44 راتنج البولي أستر غیر المشبع 1.5.3

45 األلیاف الزجاجیة 2.5.3

46 تحضیر نماذج الفحص 6.3

46 ة الحراریةتعرینماذج إختبار ال 1.6.3

نماذج إختبار الموصلیة الحراریة 2.6.3 48

50 السعة الحراریة نماذج إختبار 3.6.3

50 ارات الحراریة اإلختب 7.3

50 ة الحراریةتعریإختبار ال 1.7.3

إختبار الموصلیة الحراریة 2.7.3 50

50 السعة الحراریة إختبار 3.7.3

Page 13: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

احملتويات

iv

النتائج- الفصل الرابع

52 المقدمة 1.4

52 ة الحراریةتعریإختبار ال 2.4

إختبار الموصلیة الحراریة 3.4 52

53 إختبارالسعة الحراریة 4.4

املناقشة –الفصل اخلامس

66 المقدمة 1.5

66 إختبار التعریة الحراریة 2.5

إختبار الموصلیة الحراریة 3.5 70

71 السعة الحراریة إختبار 4.5

72 اإلستنتاجات 5.5

72 التوصیات 6.5

املصادر

Page 14: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material
Page 15: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

األشكال ملحق

v

الصفحة عنوان الشكل التسلسل

3 العوامل المؤثرة على الموصلیة الحراریة للمادة العازلة 1- 1

20 أنواع األنتیمون 1- 2

Sb2O3( 22(وكسید األنتیمون الثالثيأل الكیمیائيالتركیب 2- 2

23 اوكسید األنتیمون الثالثي 3- 2

25 یمون الثالثيالطریقة غیر المباشرة إلستخالص اوكسید األنت 4- 2

25 الطریقة المباشرة إلستخالص اوكسید األنتیمون الثالثي 5- 2

32 ة الحراریةتعریإختبار ال 6- 2

32 طرق حساب قدرة المادة على مقاومة حرارة اللھب 7- 2

34 عتیادیینإمدى الموصلیة الحراریة لعدد من المواد عند ضغط ودرجة حرارة 8- 2

35 صلیة الحراریةجھاز قیاس المو 9- 2

)حساب قیمة التدرج الحراري 10- 2 )XT ∆∆. 36

38 جھاز قیاس السعة الحراریة 11- 2

43 وكسید األنتیمون الثالثيألفحص األشعة السینیة 1 - 3

44 لراتنج البولي أستر غیر المشبعالكیمیائيالتركیب 2 - 3

46 ة الحراریةلتعریشكل تخطیطي لعینة إختبار ا 3- 3

47 ة الحراریةلتعریالقالب المستخدم في تصنیع نماذج إختبار ا 4- 3

48 ة الحراریةلتعریإختبار انموذج 5 - 3

49 القالب المستخدم في تصنیع نماذج إختبار الموصلیة الحراریة 6- 3

إختبار الموصلیة الحراریةنماذج 7 - 3 49

8-3

أستلینیة لمادة اوكسید األوكسيازیة والشعلة المختبرة بالشعلة الغنماذجال

األنتیمون الثالثي قبل إضافة مادة بورات الزنك

51

Page 16: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

األشكال ملحق

vi

أستلینیة لمادة اوكسید األوكسي المختبرة بالشعلة الغازیة والشعلة نماذجال 9- 3

.األنتیمون الثالثي بعد إضافة مادة بورات الزنك

51

وكسید األنتیمون الثالثي ألة الغازیة الشعلب التعریة الحراریةإختبار 1 - 4

)5mmمسافة اإلختبار (

54

وكسید األنتیمون الثالثي ألالشعلة الغازیة ب التعریة الحراریةإختبار 2 – 4

)10mmمسافة اإلختبار (

55

أستلینیة األوكسي الشعلة الشعلة الغازیة وب التعریة الحراریةإختبار 3 – 4

)15mmمسافة اإلختبار ( األنتیمون الثالثيوكسیدأل

56

أستلینیة األوكسي الشعلة الشعلة الغازیة وب التعریة الحراریةإختبار 4 – 4

)20mmمسافة اإلختبار (وكسید األنتیمون الثالثيأل

57

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي إلختبار 5 – 4

)mm 10مسافة اإلختبار( الشعلة الغازیة ب اریةالتعریة الحر

58

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي إلختبار 6 – 4

)mm 20مسافة اإلختبار(الشعلة الغازیة ب التعریة الحراریة

59

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي إلختبار 7 – 4

)mm 15مسافة اإلختبار( أستلینیة األوكسيالشعلة ب لتعریة الحراریةا

60

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي إلختبار 8 – 4

)mm 20مسافة اإلختبار( أستلینیة األوكسيالشعلة ب التعریة الحراریة

61

یر المشبع المقوى بألیاف الموصلیة الحراریة لراتنج البولي أستر غ 9 – 4 المقطعةالزجاج

62

الموصلیة الحراریة لراتنج البولي أستر غیر المشبع المقوى بألیاف 10 – 4 وكسید األنتیمون الثالثي بنسب مختلفة أ مضافا إلیھ المقطعةالزجاج

63

64 وكسید األنتیمون الثالثي أ لمسحوقالسعة الحراریة 11 - 4

65 ألنتیمون المعدني واألنتیمون األسودا لمسحوقراریةالسعة الح 12 - 4

Page 17: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material
Page 18: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

ملحق الجداول

vii

الصفحة اجلدولعنوان التسلسل

17 ة لألنتیمون المعدنيالكیمیائی و الفیزیائیةالخواص 1-2

19 مقارنة بین أنواع األنتیمون األربعة 2-2

Sb2O3( 22(خواص اوكسید األنتیمون الثالثي 3-2

27 مقارنة بین أكاسید األنتیمون 4-2

31 خواص راتنج البولي أستر 5-2

32 ارة الشعلة المتولدة من عدد من الغازاتدرجات حر 2-6

42 لألنتیمون األسودالكیمیائيالتركیب 1-3

43 لألنتیمون المعدني الكیمیائيالتركیب 2-3

44 لبورات الزنكالكیمیائيالتركیب 3-3

46 مكونات ألیاف الزجاج ونسبھا المئویة 4-3

Page 19: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material
Page 20: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اخلالصة

viii

والخ سائر األخط ار المتزای دة ف ي البح ث ع ن م واد لھ ا القابلی ة عل ى الح د م ن لألھمی ةنتیج ة

البشریة والمادیة التي تسببھا الحرائق وك ذلك البح ث ع ن م واد لھ ا الق درة عل ى مقاوم ة اللھ ب المتول د

زل ة ، ل ذلك ج اءت ھ ذه الدراس ة لتق دم م ادة تجم ع ب ین م ن الحرائ ق وف ي نف س الوق ت تعم ل كم ادة عا

. ( Sb2O3 ) الثالثي األنتیمونوكسید وھي انالصفتیھاتین

الثالث ي وك ذلك ع رض مف صل األنتیم ونوك سید س تعراض طریق ة تح ضیر اإف ي الدراس ة الحالی ة ت م

ة المكون ة م ن ھ ذا یع الطبق ة العازل صن وص ف طریق ة ت إل ى إض افةلخواص ھ الحراری ة والفیزیاوی ة

ج ن ی تم ل صقھا عل ى م ادة مركب ة مكون ة م ن رات (2mm)االوكسید التي تكون بشكل طبقة طالء بسمك

الزج اج الع شوائیة حی ث تعم ل ھ ذه الم ادة المركب ة كم ادة الص قة وألی افس تر غی ر الم شبع أولي ب ال

. ھب وداعمة لطبقة االوكسید العازلة والمعیقة لل

ختب ارات إ ع دة إج راءھب فق د ت م عاقة اللإ الثالثي في العزل الحراري واألنتیمونسید وكولتقییم كفاءة ا

ة الحراریة ف ي درج ات الح رارة الواطئ ة یلوصختبار المإختبار الشعلة الحراریة وإحراریة علیھ وھي

. ختبار السعة الحراریة إوكذلك

ختب ار ال شعلة الحراری ة ال ذي ت م ب درجات ح رارة إ النت ائج الت ي ت م الح صول علیھ ا م ن أظھ رتلق د

(2000ºC) و (3250ºC -3000ºC)ھ ب وف ي الوق ت الثالثي كمادة معیق ة للاألنتیمونوكسید كفاءة ا

. كفاءتھ في العزل الحراري في ھذه الدرجات العالیة ھنفس

للح رارة لةوص ث ي ھ و م ادة م الثالاألنتیم ونوك سید ة الحراری ة ب أن ایلوص ختب ار المإكما بین ت نت ائج

التي ال تتجاوز درجة اإلنتقال الزج اجي حت ى ال یح دث تغی ر ف ي خ واص في درجات الحرارة الواطئة

. الراتنج

الثالث ي األنتیم ونوك سید ختب ار ال سعة الحراری ة ب أن اإ النت ائج الت ي ت م الح صول علیھ ا أظھ رتلق د

.األنتیمون وھي ،ضر منھاح التي یةاألولیكبر من المادة أیمتلك سعة حراریة

الثالث ي م ن خ الل األنتیم ونوك سید أل تح سین الخ واص الحراری ة باإلمك ان أن ھ أی ضابین ت الدراس ة

وك سید ھ ب وبالت الي زی ادة كف اءة انت شار اللإ إعاق ةالت ي لھ ا الق درة عل ى ب ورات الزن ك م ادة إض افة

. عزل الحراري ھب وال اللإعاقة الثالثي في األنتیمون

Page 21: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

29/05/201007:11 PM600

الفصل األول

Page 22: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املقدمة الفصل األول

1

المقدمـــــــة -1.1 (Introduction) .

لیة الحراری ة ف ي أدن ى وصتستدعي الحاجة في الكثیر من التطبیقات الصناعیة إلى جعل الم

ذات قابلی ة عل ى -عة الم واد المركب ة ومنھ ا ص نا-المنتج اتقیمة لھا ،ل ذلك ی تم إض افة م واد لھ ذه

وت دعى ھ ذه القابلی ة ) Insulation Materials(نتق ال الح رارة ت سمى الم واد العازل ة إعاق ة إ

.Thermal Insulation) (بالعزل الحراري

نتق ال الح رارة م ن ال سطح المتع رض إعیق یمكن تعریف المواد العازلة بأنھا المواد التي تمنع أو ت

نتق ال إ ویعتم د مب دأ الع زل الح راري عل ى خف ض ، ال سطح األخ ر م ن ج سم مع ین للح رارة إل ى

القصیر ذي المقاومة الحراریة المنخفضة بمم ر ةنسیاب الحرارإستبدال ممر إالحرارة عن طریق

.]1[ طویل ذي مقاومة مرتفعة

ن أھمھ ا ن وع الع ازل ھ ي الخ واص الحراری ة وم إختب ارراع ى ف ي حال ة من أھم الخواص التي ت

التي یجب أن تكون قیمتھا واطئة في الكثیر ) Thermal Conductivity( لیة الحراریة وصالم

، ولكن ھ ل یس م ن ال ضروري دائم ا أن تمتل ك الم ادة العازل ة موص لیة حراری ة ]1[م ن التطبیق ات

كب ر ألیةوص تمتل ك م الت ي) Aluminum Foils(منخف ضة وكمث ال عل ى ذل ك رق ائق األلمنی وم

دع تھف سن الوق ت ف يلك ن وي حالة العزل بدرجات الحرارة المنخف ضةف خمسة آالف مرة ربمقدا

جی دا إذا اع ازال حی ث ترت ب عل ى ش كل ص فائح عمودی ة أو أفقی ة تك ون م ع الھ واءتدمس تخ

مفصولة بم سافات معین ة تح صر بینھ ا الھ واء ونتیج ة إلخ تالف معام ل الموص لیة الح ـراریة ب ین

) W/m.ºC 0.024( ومعام ل الم ـوصلیة الحـ ـراریة للھ واء )W/m.ºC 202(ائق األل ـمنیوم رق

تحدث إعاقة إلنتقال الحرارة مما یولد عزال حراریا جیدا كما ذكرنا ]1[ .

مقیاس ا لكمی ة دع والت ي ت) Heat Capacity(الخاص یة المھم ة األخ رى ھ ي ال سعة الحراری ة

. إذ یفضل العازل ذي السعة الحراری ة األعل ىرتفاع درجة حرارة المادةإالحرارة الممتصة أثناء

م ن (Flammability)أو قابلی ة االلتھ اب) (Combustibilityال عش تإل قابلی ة ادع ك ذلك ت

لتھ اب إش تعال أو إق ل قابلی ة أستعمال العازل الذي یمتل ك إیفضل المھمة حیث راریةـالخواص الح

.حتراقإللتقلیل خطر ا

إض افة إل ى العوام ل ال سالف ذكرھ ا ، تت أثر الم واد العازل ة بع دد آخ ر م ن العوام ل منھ ا النفاذی ة

)(Permability ة لھ ا ، ك ذلك ی لیة الحراروص فاذی ة الم ادة العازل ة عل ى خف ض المنحی ث تعم ل

لعالی ة عل ى حی ث ت سبب الكثاف ة ا الحراری ةلیةوص عل ى الم)Density(ثر كثافة الم ادة العازل ةؤت

، ویعزى السبب في ذلك إلى إن زیادة النفاذیة أو نقصان الكثاف ة لیة الحراریةوصرفع أو زیادة الم

إلى زیادة جیوب الھواء ضمن المادة والتي تعتبر وسیطا ردیئا للتوصیل الحراري .

Page 23: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املقدمة الفصل األول

2

ة مما ھو في للمواد العازل بالنسبة فأنھا تؤثر بشكل عكسيTemperature)( درجة الحرارةاأم

إذ بإنخفاض درجة الحرارة تزداد الموصلیة ، Conductor Materials)(لةوصالمواد الم

ھذا التغیر إلى اإلھتزازات األولیة للجسیمات الموصلة ویعود السبب في لمادة العازلة،لالحراریة

راریة حیث لیة الحوص على الم تأثیراPressure) (كذلك یمتلك الضغط. )الفونونات(للحرارة

.رتفعت قیمتھ إیعمل على زیادة الموصلیة الحراریة كلما

اعمل أیض ی مشابھا للضغط حیث یمتلك تأثیراھنفإ) Water Vapor(ر الماءا أما بالنسبة لبخ

یوضح تأثیر ھذه العوامل ) 1-1(الشكل رقم وكبر أإلى قیمة لیة الحراریةوصعلى رفع قیمة الم

.اریة یة الحرلوصعلى الم

یمكن أن تضاف المواد العازلة إلى المواد التي تكون بتماس مع الحرارة على شكل حشوات

)Fillers (ن تكون ھذه أشرط ب ولیتھا الحراریة في درجات الحرارة العالیة نسبیاوصلخفض م

) .Direct Flame(ھب مباشرالمواد غیر متعرضة إلى مصدر ل

لجأ ن الحشوات تصبح عدیمة الفائدة ، لذلك یإھب مباشر فواد إلى لأما في حالة تعرض ھكذا م

لھا القابلیة على تحمل درجة حرارة عازلة موادب Coating)(الءخرى وھي الطأإلى طریقة

تسمى مثل ھذه المواد بالمواد ) 3000ºC(كثر من أ ھب التي قد تصل في بعض التطبیقات إلىالل

نتشارإحیث تعمل على منع نفاذ و) Materials Flame Retardant( ھبالمعیقة لل

.ھب وحتى إخماده نھائیاالل

س لوب األول عل ى من ع وص ول األوك سجین إل ى ألھب ویعتمد ا اللةعاق إلسلوبان معروفانإھنالك

ت سمم ف ي ھ ذه الغ ازات سببحت راق حی ث ت إلمنطقة اللھب عن طری ق تولی د غ ازات غی ر قابل ة ل

.]2[ ب بالجذور الحرة وإخمادهھاللا

ھ ب ن معیق ات اللإ الحراریة والتي ت نص عل ى اإللتھابنھ یعتمد على نظریة إسلوب الثاني فإلأما ا

تحتاج إلى طاقة حراریة كي تتفكك مما یؤدي إل ى خف ض ح رارة س طح الم ادة إل ى درج ة ح رارة

.] 2[حتراق إلتقادھا وبالتالي یتوقف اإقل من درجة أ

الثالث ياألنتیم ونوك سید أ أكاس ید األنتیم ون وخاص ة ھ ب ھ يمثل ة عل ى الم واد المعیق ة للمن األ

)Antimony Trioxide ( دعى ت الت ي الب رومووالم واد الت ي تحت وي عل ى عناص ر الكل ور

الف سفور مركب ات ك ل م نو Compounds (Halogenated(بالمركب ات الھالوجینی ة

)Phosphorus(رونوالب و) Boron (والنتروجین )(Nitrogen. من الناحی ة اإلقت صادیة تعم ل

تسببھ الحرائ ق عل ى اإلن سان وممتلكات ھ عل ى ح د يالمواد المعیقة للھب على الحد من الضرر الذ

. سواء

Page 24: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املقدمة الفصل األول

3

The

rmal

Con

duct

ivity

Permability -a-

The

rmal

Con

duct

ivity

Density -b-

The

rmal

Con

duct

ivity

Temperature -c-

The

rmal

Con

duct

ivity

Pressure -d-

The

rmal

Con

duct

ivity

Water vapor -e-

]1[ العوامل المؤثرة على الموصلیة الحراریة للمادة العازلة :)1-1(رقمالشكل

a- النفاذیة b- الكثافة c- درجة الحرارة d - الضغطe -بخار الماء

Page 25: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املقدمة الفصل األول

4

.)Aim of the Work ( ھدف الدراسة - 12.

-: تسعى ھذه الدراسة إلى تحقیق ھدفین أساسیین

Antimony(ك سید األنتیم ون الثالث يوأ تح ضیر وت صنیع م ادة معیق ة للھ ب مكون ة م ن -1

Trioxide ( لھا القدرة على إعاقة إنت شار اللھ ب وبالت الي إخم اده مم ا یقل ل م ن األخط ار المتول دة

.من الحرائق

ی ستطیع تحم ل درج ات حراری ة ك سید األنتیم ون الثالث يوأ ت صنیع ع ازل ح راري متق دم م ن -2

. Flame Spread)( إلى جانب إعاقتھ إلنتشار اللھب3000ºC) ( أكثر منعالیة تصل إلى

. (Thesis Arrangement) ترتیب اإلطروحة- 3.1

: ي الشكل اآلت على تضم اإلطروحة خمسة فصول ،مرتبة

یشتمل على المقدمة والتي تتضمن معلومات عام ة ع ن الم واد العازل ة وك ذلك ی ضم الفصل األول

.ھذا الفصل ھدف الدراسة

الجانب النظري ،حیث یتطرق ھذا الفصل وبشكل مفصل إلى ك ل م ا یخص فھوالفصل الثانيأما

ي موض وع الدراس ة ،ك ذلك ك سید األنتیم ون الثالث أو ھ ب وم ن ض منھایتعل ق ب المواد المعیق ة لل

والم ادة المركب ة ال ساندة ل ھ وأھ م ،یتعرض للمواد األولیة الم ستخدمة ف ي تح ضیر ھ ذا االوك سید

.الخواص الحراریة التي یتم أخذھا بنظر اإلعتبار في حالة تصنیع مادة عازلة

المستخدمة ف ي من اإلطروحة ھو الجانب العملي، الذي یتضمن تھیئة المادة األولیة الفصل الثالث

وكسید األنتیمون الثالثي وطریقة تحضیره ،إضافة إلى إستعراض كیفیة تصنیع العیناتأتصنیع

الخاص ة باإلختب ارات الحراری ة ،وك ذلك ش رح لإلختب ارات الحراری ة الت ي اجری ت عل ى الم ادة

.المعیقة للھب

Page 26: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املقدمة الفصل األول

5

حصول علیھا من اإلختبارات ھو فصل النتائج ، حیث یستعرض النتائج التي تم الالفصل الرابع

الحراریة التي اجریت على ).ھبالمادة المعیقة لل(كسید األنتیمون الثالثيأو

واألخیر مناقشة نتائج اإلختبارات الحراریة وعرض لإلستنتاجات الت ي ت م الفصل الخامسویضم

.التوصل لھا وكذلك بعض التوصیات لألعمال المستقبلیة

Page 27: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

الثاني الفصل اجلانب النظري

Page 28: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

6

المقدمــــــ- 1.2 . (Introduction)ـة ـــــــ

یتطرق ھذا الفصل إلى ماھیة المواد المعیقة للھب وأسلوب عملھا كذلك یبین التصنیف العملي

األنتیمون الثالثي موضوع البحث والمادة األولیة أوكسید لھذه المواد وأنواعھا ومن ضمنھا

ھب وھي راتنج قة والمادة الداعمة للمادة المعیقة للصالمستخدمة في تحضیره إضافة إلى المادة الال

).المادة المركبة (البولي أستر غیر المشبع واأللیاف الزجاجیة

المواد المعیقة للھب - 2.2 (Flame Retardants Materials).

تعرف المواد المعیقة للھب على إنھا مواد كیمیا مباشر حیث تعمل البھیة لھا القدرة على تحمل اللئ

وحتى إخماده بشكل كامل ،وتضاف إلى Spread)(نتشارهإ منع نفاذه داخل المادة وكذلك منع على

ضاف من أكثر المواد التي ت .]3[ا الحراریة مقاومة اللھب لتحسین خواصھ علىمواد لیس لھا القدرة

، والدوائر اإللكترونیة ) Textiles(، األنسجة ) Plastics(لیھا معیقات اللھب ھي اللدائن إ

)Electronic Circuits (4[ومواد أخرى[.

ر ن تطوإ. حتراق إل وتضاف المواد المعیقة للھب أثناء أو بعد تصنیع المواد المراد حمایتھا من ا

ھب سمح باإلستعمال اآلمن للمواد التي لھا القابلیة لإلشتعال عن طریق خفض قابلیتھا معیقات الل

واألنتیمون وتحتوي معظم معیقات اللھب على عناصر الفسفور . لإلشتعال وخفض معدل إحتراقھا

.النتروجین و البورون و البروم والكلور

مل معیقات اللھب عإسلوب - 3.2 (Mode of Action of Flame Retardants) .

إن عملیة إعاقة اللھب أو حتى إیقافھ تعتمد على طبیعة المادة المعیقة للھب ، حیث یمكن أن

تعمل معیقات اللھب كیمیاویا أو فیزیاویا في الحالة الصلبة السائلة والغازیة ، إذ تتداخل المادة و

Page 29: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

7

من ھذه العملیة ختلفةخالل مراحل م) Combustion process(حتراقالمعیقة للھب مع عملیة اإل

اإلشتعال و) Decomposition(التفكك أو التحلل و) Heating(خر أثناء التسخین آوبكالم

)Ignition ( أو إنتشار اللھب)Flame Spread (والفعل الفیزیائيكل من الفعل لي عرض أتوفیما ی

.]5[ھب إلعاقة اللالكیمیائي

.(Physical Action) ي ئ الفعل الفیزیا-1.3.2

- : ویحصل بعدة طرق ھي

.)Cooling ( التبرید -1

تعمل على تبرید ) Endothermic Processes( المواد المضافة تطلق عملیات ماصة للحرارة

ومن أمثلة معیقات اللھب التي . الطبقة السفلیة للمادة إلى درجة حراریة أقل من درجة اإلحتراق

.]5[تتصرف ھكذا ھي ھایدروكسید األلمنیوم

. ) ayerLrotective PFormation of( )الطالء(ة تكوین طبقة حامی- 2

زجاجیة عازلة تعمل على طرد األوكسجین الالزم إلستمرار ھیتم تكوین طبقة طالء شب

عملیة اإلحتراق مما یؤدي إلى إعاقة إنتقال الحرارة وخیر مثال على ھكذا معیقات لھب ھي مركبات

.]5[بورون والغیر العضویة الفسفور

.)Dilution ( التخفیف- 3

والمضافات التي تبعث غازات خاملة عند تحللھا حراریا ) الحشوات( إن إندماج المواد الخاملة

على تخفیف الوقود في كل من الحالة الصلبة والغازیة بحیث ال یتم تجاوز الحدود الدنیا تعمل

.]6[ مركبات الفسفور والبورون تسلك ھذا السلوك. إلشتعال خلیط الغاز

Page 30: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

8

.(Chemical Action) الكیمیائي الفعل -2.3.2

.صل بطریقتین رئیستین وھما التفاعل في الحالة الغازیة والتفاعل في الحالة الصلبة ویح

.)Reaction in the Gas Phase( التفاعل في الحالة الغازیة-1

والحاصلة في الحالة ) Free Radical Mechanism(یتم إیقاف میكانیكیة الجذر الحر

Exothermic(ة المواد المعیقة للھب ، مما یؤدي إلى توقف العملیات الباعثة للحرارةالغازیة بواسط

Process ( كما یتم خفض نسبة الغازات القابلة لإلشتعال وحتى منعھا نھائیا . وبالتالي یبرد النظام .

.]6[ المواد المعیقة للھب التي تسلك ھذا السلوك ھي المركبات الھالوجینیة

.)Reaction in the Solid Phase( ل في الحالة الصلبة التفاع- 2

یتم تكوین طبقة كاربونیة على سطح البولیمر حیث تقوم المادة المعیقة للھب بإزالة الماء مما

ھي التي تكون الطبقة الكاربونیة مزدوجةالواصر األ ھذه .یولد أواصر مزدوجة في البولیمر

.]5[ مثال على ھكذا مواد ھي المركبات الفسفوریة. الربط التشابكيبواسطة

تصنیف المواد المعیقة للھب- 4.2 (Classification of Flame Retardants) .

- : ھيیعما مج ثالثتصنف المواد المعیقة للھب إلى

.)tive MaterialsAddi( المواد المضافة- 2.41.

یتم دمج ھذه المواد میكانیكیا مع اللدائن أثناء البلمرة أو قبلھا ، وفي أكثر األحیان تتبع ھذه

(Thermoplastic بالحرارة طاوعةتستخدم المواد المضافة بشكل خاص مع المواد الم. العملیة

Materials(]7[.

Page 31: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

9

.)tive MaterialsReac( المواد المتفاعلة - 2.42.

عملیة . األخرى تربط ھذه المواد كیمیاویا داخل جزیئة البولیمر سویة مع مركبات التصنیع

تستخدم المواد المتفاعلة . الربط ھذه تحمي معیقات اللھب من النضوح خارج البولیمر وتطایرھا

.]Thermosetting Materials(]6(الحرارة بشكل خاص مع المواد المتصلدة ب

.)MaterialsCombination ( المواد المدمجة- 2.43.

یتم دمج أو مزج المواد المضافة أو المتفاعلة مع بعضھا للحصول على تأثیر محفز

)Synergistic Effect( إلعاقة اللھب ) (ثیر مضاد أو تأ)اللھبتحسین إعاقةAntagonistic

Effect(یستخدم ھذا الدمج من أجل . حیث تقلل من قابلیة إعاقة اللھب في بعض التطبیقات الخاصة

.]7[تقلیل الكلفة حیث المواد المحفزة ھي أقل كلفة من معیقات اللھب التي تستخدم وحدھا

للھب أنواع المواد المعیقة - 5.2 Types of Flame Retardants)(.

- :تقسم المواد المعیقة للھب إلى أربعة أنواع رئیسة

).Retardants Inorganic Flame( غیر العضویةمعیقات اللھب - 2.51.

تكون صالحة لإلستعمال كمیعقات للھب في غیر العضویة مجموعة قلیلة من المركبات

Antimony( األنتیمون الثالثي الحاوي على الھالوجین أوكسیدة ومن أھمھا ھو المواد اللدائنی

Trioxide (Containing Halogenھایدروكسید األلمنیوم، )Aluminum Hydroxide ( والذي

)Zinc Sulphide( الزنك كبریتیدو، ]200ºC-180ºC) [6(یعمل ضمن مدى حراري

، ]330ºC-300ºC( ]6( ومداه الحراريMagnesium Hydroxide) (ھایدروكسید المغنیسیوم و

). Zinc Borate( الزنك وبورات

Page 32: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

10

OOHOH +→+ .2

.

..2 HOHHO +→+

یمكن لبورات الزنك أن تحل محل أكاسید األنتیمون كمعیق لھب محفز في اللدائن والمطاط حیث

تكون بورات الزنك على . تعمل على زیادة فعالیة إعاقة اللھب األولیة بواسطة طرح الجذور الحرة

تمتلك بورات الزنك درجة إنصھار ، و أبیض متبلور ومستقرة في الظروف اإلعتیادیةشكل مسحوق

.]g/cm3 (]8 3.64(وكثافة تبلغ ) C°980(تبلغ

نما یتحلل ویحرر غازات غیر إنھ ال یتبخر وإعند تعرض ھذا النوع من معیقات اللھب إلى الحرارة ف

الكبریت وكلورید الھیدروجین أوكسیدثاني و الكاربون سیدأوكثاني وشتعال مثل بخار الماءقابلة لإل

.وغیرھا من الغازات

تعتمد آلیة ) . Endothermic Reactions( ینتج أكثر ھذه المركبات تفاعالت ماصة للحرارة

على تفككھا في درجات الحرارة العالیة مما یؤدي إلى تحریرھا لغازات غیر قابلة لإلشتعال ھاعمل

تخفیف مزیج الغازات القابلة لإلشتعال ومن ثم عزل سطح المادة اللدائنیة عن اإلتصال تعمل على

للمادة تمنع تأثیرات األوكسجین كذلك تكون طبقة زجاجیة حامیة على الطبقة السفلیة باألوكسجین

.]4[ من حجم اإلنتاج العالمي للمواد المعیقة للھب(50%) تمثل ھذه المجموعة حوالي .]5[ والحرارة

).Retardants FlameHalogenated( معیقات اللھب الھالوجینیة - 2.52.

یعتمد مبدأ عملھا على التداخل و تضم ھذه المعیقات بشكل خاص عنصري البروم والكلور

والتي تحصل في ) Radical Chain Mechanism( مع میكانیكیة السلسلة الجذریة الكیمیائي

(H)تقوم معیقات اللھب الھالوجینیة بإزالــــــــة الھیدروجین . ]5[ة الغازیة خالل اإلحتراقالحال

عالیا الطاقة واللذین یتحرران أثناء عملیة اإلحتراق من خالل اإلتحاد معھا (OH)والھایدروكسید

- :وكما موضح في المعادالت أدناه

Page 33: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

11

- :مبین في المعادلة في بدایة العملیة یتفكك الھالوجین كما

.. XRRX +→

- :الھایدروجین ھو أما كلور أو بروم ثم یتفاعل جذر الھالوجین لیكون ھالید] [Xحیث أن

HXRRHX .. +→+

. المتكون یتداخل مع میكانیكیة السلسلة الجذریة نھالید الھایدروجی

.2

. XHHHX +→+

.2 XOHOHHX +→+

ومن خالل التجارب . ]6[لذلك یتم تسمم اللھب بواسطة جذور الھالوجین المتحررة خالل اإلحتراق

العلمیة تم التعرف على الكمیة التي یجب أن تضاف من مركبات الھالوجین للحصول على إعاقة لھب

تمثل معیقات اللھب . [2]للكلور%) 30 - % 20 (بالنسبة للبروم و %) 4(جیدة وھذه القیم ھي

.]4[من اإلنتاج العالمي%) 25(الھالوجینیة نسبة

).etardantsR FlamePhosphorus( معیقات اللھب الفسفوریة - 2.53.

وأورثوفوسفات األمونیوم (Phosphate Esters) سترات الفوسفاتأ تضم بشكل عام

)(Ammonium Orthophosphatesوبولي فوسفات األمونیوم )Ammonium

Polyphosphates (والفسفور األحمر)Red Phosphorus( ]9[.

الفسفور الذي یتحول إلى حامض وكسیدأیتلخص مبدأ عملھا في تأكسدھا خالل اإلحتراق إلى

یقوم ھذا الحامض بتحفیز طرح الماء وإنتزاعھ من الطبقة السفلیة .الفسفوریك عند تفاعلھ مع الماء

Page 34: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

12

للمادة المتحللة حراریا مما یؤدي إلى تفحمھا وبالتالي زیادة تكون المخلفات الكاربونیة وكذلك

. ]2[إلحتراقالتقلیل من إنبعاث الغازات القابلة ل

تعمل المركبات الفسفوریة في الحالة الصلبة ، كما یمكن أن تعمل في الحالة الغازیة عند إحتوائھا

. ]4[ من اإلنتاج العالمي(20%)تمثل ھذه المجموعة نسبة . على مركبات ھالوجینیة

).Retardants FlameNitrogen( معیقات اللھب النایتروجینیة - 2.54.

تعرف أیضا بمعیقات اللھب العضویة )(Organic Flame Retardants . الغازات

مما یؤدي إلى تكوین طبقة سطحیة عازلة(Swell)المتحررة من ھذه المعیقات تجعل المادة تنتفخ ت تستخدم معیقا. (Melamine)من أھم مركبات ھذه المجموعة ھو المیالمین ومشتقاتھ . ]10[

.]11[اللھب النایتروجینیة لعدد محدد من البولیمرات

. األنتیمون الثالثيأوكسید المادة األولیة المستخدمة في تحضیر - 6.2

األنتیمون الثالثي ھي األنتیمون الذي یوجد بعدة صیغ أوكسیدالمادة المستخدمة في تحضیر

. ة الفیزیائیطرق التصنیع وبعض الخواص وأنواع تآصلیة مختلفة من حیث اللون و

. (Antimony) مونـــ األنتی- 7.2

لقد عرف األنتیمون كمعدن في بدایات القرن السابع عشر في حین إن مركباتھ وأھمھا كبریتید

والذي یعتبر المصدر األساسي ( Stibnite ) )ستبنایت ( والمسمى بـ( Sb2S3 )األنتیمون الثالثي

للحصول على األنتیمون قد عرف قبل ھذا التاریخ بقرون عدیدة ، حیث ) م . ق1600حوالي (

استعمل في الزینة من قبل نساء الشرق وأیضا استعمل كمادة للتطبیب ]12[ .

Page 35: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

13

ما سماه الرومان ستبیوم بین]13[على الستبنایت) Stimmi(لقد أطلق اإلغریق إسم سیتیمي

( Stibium ) یوم ننتموأ ، أما مصطلح( Antimonium ) أ◌ الذي طلق بشكل نھائي على المعدن

الذي یستخلص من الخامات الكبریتیدیة فیعتقد بأنھ اشتق من اللغة العربیة إن كلمة أنتیمونیوم .[12]

. [14]ر والذي تظھر علیھ بلورات المعدن الموجود طبیعیا تشیر إلى الشكل الشبیھ بورق األزھا

یتوفر األنتیمون بكمیات صغیرة في القشرة األرضیة بشكل حر ، كذلك یوجد متحدا مع الكبریت

. الرصاص والفضة والنحاس ومكونا الستبنایت ، وكذلك یوجد بشكل مركبات مع معدن الزرنیخ

NiSb , NiSbS , AgSbS , Sb2S2O: ن مع بقیة المعادن ھي ومن األمثلة على مركبات األنتیمو

, 4Cu2S.Sb2S3 , 2PbS.Sb2S3 , Ag2S.Sb2S3 , Cu2S.Sb2S3 ]12[ .

تروجین في الجدول الدوري ای وھي مجموعة الن(v/15)یقع األنتیمون في الصف الرابع للمجموعة

، و Sb(-3) ، Sb(o) ، Sb(+3)ي یكون األنتیمون أربع صیغ تأكسدیة ھ. بین الزرنیخ والبزموث

Sb(+5) ویمتلك عددا ذریا مقداره (51)]14[ .

متالكھ إیستخدم األنتیمون في كثیر من الصناعات حیث یدخل في تركیب كثیر من السبائك بسبب

التي قادت إلى إستخدامھاإلنجماد وكذلك إمتالكھ لخاصیة التمدد بعد Hardening)(خاصیة التصلید

Type(اعات التي تحتاج إلى دقة متناھیة في األبعاد والشكل ومنھا صناعة أحرف الطباعة الصنفي

Metals(]14[كذلك یستخدم في صناعة أشباه الموصالت ، )(Semiconductors والتي تشمل

معداتو) Infrared Detectors( ، كاشفات األشعة تحت الحمراء (Diodes)صناعة الدایودات

.]Hall-Effect Devices(]15( تأثیر ھول

حتكاك إل، السبائك المقاومة ل) المشبكات واألقطاب ( یدخل األنتیمون كذلك في صناعة البطاریات

)Antifriction Alloys ( ، األسلحة الصغیرة والطلقات الكاشفة)Tracer Bullets( تغلیف ،

، Bearing Metals)( معادن المحامل، كذلك یدخل في صناعة ) Cable Sheathing( األسالك

.]4[والمناضد المنزلیة

نتیمونات والكلوریدات ات والكبریتیدات واألوكسید باإلضافة إلى إستخدام مركبات األنتیمون مثل األ

) Paints(الطالء و) (Flame-Proofing Compoundsھبفي تصنیع المركبات المقاومة لل

) Pottery(والفخار) Glass( الزجاجو )Paints Ceramic Enamels(دھان المینا السیرامیكي و .یعتبر األنتیمون والكثیر من مركباتھ سامة لذا یجب توخي الحذر عند التعامل بھذه المادة . [16]

Page 36: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

14

. (Antimony Preparation) تحضیر األنتیمون - 8.2

متحدا مع كثیر من العناصر ومن أشھر مركبات األنتیمون ن األنتیمون یوجدإ كما ذكرنا سابقا ف

والتي تعتبر المصدر األساسي للحصول علیھ ھو الستبنایت ، لذلك یتم اللجوء إلى عدد من الطرق أو

وھناك ثالث طرق تستخدم لھذا . العملیات في سبیل إستخالص أو تحضیر األنتیمون من مركباتھ

- :الغرض وھي

.)Precipitation Process ( یب عملیة الترس-1

حیث یقوم ( Scrap Iron )تتضمن ھذه العملیة صھر الستبنایت مع الحدید المستھلك

الحدید بالتفاعل واالتحاد مع الكبریت مكونا كبریتید الحدید الذي یطفو فوق منصھر األنتیمون الحر

- :أدناه الباعث للحرارة ، وفق التفاعل]13[العملیةالناتج من ھذه

. في ھذه العملیة تستخدم الخامات ذات درجات النقاوة العالیة فقط مباشرة في إستخالص األنتیمون

بعد ذلك یعاد تسخین األنتیمون مرتین أو ثالث مرات مع نترات البوتاسیوم لتنقیتھ من الشوائب

. یت عن طریق تحویل ھذه الشوائب إلى أكاسید المتبقیة مثل الرصاص والكبر

.) Process Reduction-Roast ( ختزالي عملیة التحمیص اإل- 2

بعدھا أوكسید مع كمیة من الھواء لتحویلھ إلى Sb2S3)( یتم خلط كبریتید األنتیمون الثالثي

وكما ]12[اتج مع الفحم إلختزالھ مع إجراء عملیة التحمیص لھ خالل اإلختزال الناألوكسیدیخلط

- : موضح بالتفاعالت أدناه

242232 SO3OSbO5SSb +→+

FeS3Sb2Fe3SSb 32 +→+

Page 37: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

15

CO4Sb2C4OSb 42 +→+

الناتج من عملیة التحمیص االختزالي یعتمد على كمیة األوكسجین المتوفرة حیث إن وكسیدألإن ا

أما عند إجراء ) Sb2O4( األنتیمون الرباعي أوكسیدكسجین تؤدي إلى تكوین الكمیة الوافرة من األو

). Sb2O3( األنتیمون الثالثي أوكسیدالتحمیص في كمیة محددة من األوكسجین فإن الناتج یكون

الرباعي األوكسید األنتیمون الثالثي یكون متطایر في درجات الحرارة العالیة على عكس أوكسیدإن

متطایر لذلك یلجأ إلى تكثیفھ داخل حجرات خاصة وھذه العملیة تعرف بالتحمیص المتطایر لاغیر

)Volatilizing Roast(]13[.

.)tion ProcessLiqua ( عملیة الفصل بالصھر-3

والتي تحتوي ( Sb2S3 )لكبریتید األنتیمون الثالثي تطبق ھذه العملیة على الخامات الفقیرة

داخل فرن مائل ( Crude )في ھذه العملیة یتم صھر ركام الكبریتید . على نسبة عالیة من الشوائب

.]13[بزاویة لیسھل جریان منصھر الكبریتید وبذلك یتم فصلھ عن الشوائب قلیلة الذوبان

ختزالي إلستخالص إ لھ عملیة تحمیص ىة الصھر وتجر بعدھا یؤخذ الكبریتید الناتج من عملی

كذلك یمكن إستعمال كاربونات الصودیوم في عملیة إستخالص األنتیمون من . األنتیمون منھ

- :الستبنایت غیر المتأكسد وكما موضح في التفاعل

CO9SNa3Sb2C6CONa3SSb 23232 ++→++

.( Types of Antimony) أنواع األنتیمون - 9.2

یمتلك . یشابھ األنتیمون كل من الفسفور والزرنیخ من حیث تواجده بصیغ تآصلیة متعددة

ة وھذه الكیمیائیة والفیزیائیاألنتیمون أربع أنواع أو أربع صیغ تآصلیة مختلفة من حیث الخواص

- :األنواع ھي

Page 38: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

16

.)Metallic Antimony ( األنتیمون المعدني-91..2

أو المعیني Crystalline Antimony)(ویسمى أیضا األنتیمون المتبلور

)Rhombohedral (وكذلك یسمى أنتیمون كاما(γ- Antimony )]17[ . یكون األنتیمون ذو لون

. اع ولم( Silvery white )بیض فضي أ

. یمتلك األنتیمون المعدني صالدة منخفضة نسبیا حیث یمكن سحقھ بكل سھولة وتحویلھ إلى مسحوق

لألنتیمونة الكیمیائیة الفیزیائیالخواص . یوضح شكل األنتیمون المعدني ( a-1-2 )والشكل رقم

.]18[( 2-1 ) موضحة في الجدول رقم الصلبالمعدني

ء للحرارة كذلك ال یتأثر بالھواء الجاف ولكنھ یتأكسد بشكل بطيء األنتیمون المعدني موصل ردي

ال یذوب األنتیمون المعدني في الماء كذلك ال یتأثر بحامض . ]13[عند تعرضھ للھواء الرطب

الھیدروكلوریك وحامض الكبریتیك المخففین ولكن عند زیادة تركیزھما فإنھما یتفاعالن معھ ویكونان

- :نتیمون غیر المستقرة وكما موضح في التفاعالت أدناهكلوریدات وكبریتات األ

23 H3SbCl2HCl6Sb2 +→+

( )3422242 SOSbSO3OH6SOH6Sb2 ++→+

كونمون المعدني ولكنھ ربما یینتألأما بالنسبة لحامض النتریك المخفف فانھ نادرا ما یؤثر على ا

ركز فانھ ال یتسبب في ذوبان أما حامض النتریك المSb(NO3)نترات األنتیمون غیر المستقرة

أو خلیطا من (Sb2O5) أو الخماسي (Sb2O3) األنتیمون الثالثي أوكسیدالمعدن ولكنھ یؤكسده إلى

.كلیھما

مكونا Bright Bluish)(یحترق األنتیمون المعدني في الھواء أو األوكسجین بلھب لماع مائل للزرقة

، كذلك یتحد مباشرة مع الھالوجینات ویتحد مع ) Antimony Trioxide( األنتیمون الثالثيأوكسید

Antimony Trichloride .(SbCl3))(الكلور مكونا ثالث كلورید األنتیمون

Page 39: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

17

]18 [ الخواص الفیزیائیة و الكیمیائیة لألنتیمون المعدني الصلب :)2- 1(الجدول رقم

Value Property

24.3 Thermal Conductivity(W/m.ºC)

630.5 Melting Point(ºC)

1587 Boiling Point(ºC)

6.684 Density(at 25ºC) (g/cm3)

121.75 Atomic Weight

0.21 Specific Heat(J/g.K)

20.9 Heat of Fusion(KJ/mol)

165.8 Heat of Vaporization(KJ/mol)

39 Electrical Resistivity(at 20ºC)(µΩ.cm)

1 Vapor Pressure(at 886ºC)(mmHg)

.)Black Antimony ( األنتیمون األسود -92..2

ویعرف أیضا بأنتیمون بیتا (β- Antimony) یتكون ھذا النوع من األنتیمون عند إمرار ،

عند درجة ) Liquid Antimony Hydride(لسائل األوكسجین أو الھواء في ھایدرید األنتیمون ا

وأیضا یمكن الحصول علیھ في حالة نقیة عن طریق التبرید السریع لبخار . ]19[(80ºC -)حرارة

.األنتیمون ، ویمكن الحصول علیھ أیضا عن طریق تعریض األنتیمون األصفر إلى الضوء

Page 40: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

18

ال یعرف على وجھ الدقة فیما إذا كان األنتیمون األسود ھو طور ثابت لألنتیمون أو إنھ طور وسطي

) Intermediate Phase (الشكل رقم . ]13[بین األنتیمون المعدني و األنتیمون األصفر)b-1-2 (

.یوضح شكل األنتیمون األسود

ویكون مستقرا في الظروف اإلعتیادیة، ) Amorphouse(األنتیمون األسود ھو شكل غیر متبلور

. أي أقل من كثافة األنتیمون المعدني (g/cm3 5.39)فة مقدارھا ویمتلك كثا

.)Yellow Antimony ( األنتیمون األصفر -93..2

تركیبا مكعبا یمتلك األنتیمون األصفر(α - Antimony) ویسمى أیضا أنتیمون آلفا

)Cubic( یكون ھذا النوع من األنتیمون شبھ مستقر في الظروف اإلعتیادیة حیث یتحول إلى النوع ،

في الظالم ) 90ºC-(وعند درجة حرارة) 180ºC-(األسود عند تعرضھ للضوء عند درجة حرارة]17[.

واء عند درجة مع الھStibine (SbH3))(ینتج األنتیمون األصفر من معاملة ھایدرید األنتیمون

- :وكما موضح في التفاعل) 90ºC-(حرارة

OH6Sb4O3SbH4 223 +→+

.)Explosion Antimony ( األنتیمون المتفجر -94..2

) Deposited Cathodically( الكاثوديالترسیب ینتج ھذا النوع من األنتیمون من خالل

الموضوع في حامض الھیدروكلوریك وإستخدام آنود من ) كلورید أو یودید( لھالید األنتیمون الثالثي

األنتیمون وقطب كاثودي مكون من البالتین ، حیث یترسب مسحوق غیر متبلور على البالتین ھو

. ]12[األنتیمون المتفجر

Page 41: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

19

إذا حصل أي إحتكاك بین األنتیمون ) . g/cm3 5.78(عیا مقداره یمتلك األنتیمون المتفجر وزنا نو

إلى األنتیمون المعدني یتحولفسوف) 200ºC(المتفجر و أي جسم صلب أو یتم تسخینھ بسرعة إلى

مع تولد شرارات و إنبعاث حرارة عالیة وتحرر سحابات من ثالث كلورید األنتیمون في ،المستقر

الجدول . ]19[یكون األنتیمون المتفجر مستقرا تحت الماء البارد. ر نفس وقت التحول أو االنفجا

.یمثل مقارنة بین أنواع األنتیمون األربعة) 2- 2(رقم

]13،19[ مقارنة بین أنواع األنتیمون األربعة :)2- 2(الجدول رقم

Production State Under

Normal Conditions Structure Antimony

Natural Stable Crystalline Metallic

Antimony Hydride(-80ºC) stable Amorphous Black

Antimony Hydride(-90ºC) Metastable Crystalline Yellow

Deposited Cathodically Unstable Amorphouse Explosive

Page 42: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

20

.(Antimony Oxide) أكاسید األنتیمون - 10.2

یكون األنتیمون ثالثة أكاسید رئیسة ، ومن أھم ھذه األنتیمون الثالثي أوكسید ھو األكاسید

- :كاسید ھي ألوھذه ا. ھب حیث یستخدم كمادة معیقة لل

األنتیمون األسود- bاألنتیمون المعدني a- أنواع األنتیمون: ) 2- 1(الشكل رقم

Page 43: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

21

.)ny TrioxideAntimo( األنتیمون الثالثي أوكسید - 2.10.1

بیض أو عدیم اللون أیكون ذا لون . ( Sb4O6 ) أو ( Sb2O3 )ة الكیمیائی یمتلك الصیغة

عدیـــــم اللـــــون (Cubic)عتمادا على تركیبھ الداخلي ، حیث یكون التركیب المكعب إ

( Senarmontite )ا یكون التركیب المعیني ، بینم (Orthorhombic) ذا لـــــون أبیـــض

Valetinite) ([ 20 ] .

أوكسید، في حین إن ) 570oC( الثالثي المكعب مستقرا تحت درجة حرارة األنتیمونأوكسیدیكون

ثي الثالاألوكسیدیذوب . ]570oC(]19( الثالثي المعیني یكون مستقرا فوق درجة حرارة األنتیمون

بشكل طفیف جدا في الماء ، ویذوب في ھایدروكسید البوتاسیوم وحامض الھیدروكلویك المخفف

وحامض النتریك والكبریتیك المركزین ویذوب في كثیر من األحماض العضویة مثل حامض

. ]21[األنتیمونات للذوبان في القواعد مكونا إضافة إلى كونھ قابال (Tartaric Acid)التارتاریك

األنتیمون الثالثي مع حامض النتریك المركز البارد یعطي نترات األنتیمون أوكسیدإن تفاعل

Sb(NO3)2 ویتفاعل مع حامض الكبریتیك المركز الساخن لیعطي كبریتات األنتیمون Sb2(SO4)3

رقم الجدول و( Sb2O3 ) األنتیمون الثالثي وكسیدأل الكیمیائيیبین التركیب ) 2-2(الشكل رقم و

. األنتیمون الثالثي أوكسیدیبین بعض خواص ) 3- 2(

األنتیمون الثالثي في كثیر من الصناعات وأھم ھذه الصناعات ھو إستخدامھ كمحفز أوكسیدیستخدم

المطاط و،) Textile(األنسجةو) Flame Retardant Synergist (ھب في اللدائنلإلعاقة أل

)(Rubber ،واأللیاف )Fibers(، وإستعمالھ في المواد الالصقة )(Adhesives]4[ .

المواد و،( Enamel ) المینا و، ( Paints )الدھان و،( Pigments )كذلك یستعمل في األصباغ

إضافة إلى إستعمالھ بشكل واسع ]Stabilizers]21)(وكمثبت للدائن، (Sealants)المانعة للتسرب

( TiO2) وكسید التیتانیوم أعمل مع الطالء المحتوي على كعامل ربط دقیق في الزجاج ویست

یوضح شكل ) 3- 2(الشكل رقم.خرىألوكثیر من الصناعات ا) Ceramic(وصناعة السیرامیك

. األنتیمون الثالثيأوكسید

Page 44: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

22

Sb2O3([18]( خواص أوكسید األنتیمون الثالثي :)3- 2(الجدول رقم

Value Property

656 Melting Point(ºC)

1425 Boiling Point(ºC)

5.2(Cubic)

5.67(Rhombohedral) Density(g/cm3)

Sb2O3([18]( التركیب الكیمیائي ألوكسید األنتیمون الثالثي:)2- 2(الشكل رقم

O O

Sb Sb

Sb

Sb

O

O

O O

Page 45: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

23

أوكسید األنتیمون الثالثي:)2- 3(الشكل رقم

) T.Limitations of A& Advantages( األنتیمون الثالثيأوكسید محددات و مزایا- 2.10.1.1

األنتیمون الثالثي ھو إستعمالھ كمادة معیقة أوكسید سابقا فان أحد أھم إستعماالت كما ذكرنا

للھب لذلك یضاف إلى المركبات الھالوجینیة فیعمل على زیادة كفاءتھا في إعاقة اللھب وبذلك یقلل

األنتیمون الثالثي في المركباتأوكسیدمن كمیات إضافة ھذه المركبات ، إذ أن عدم وجود

الھالوجینیة یتطلب إضافة كمیة مقدارھا مرتین من المركب الھالوجیني للحصول على منتج معیق

األنتیمون الثالثي أوكسید الثالثي وبھذا فإن األوكسیدللھب ذو كفاءة تماثل كفاءتھ في حال وجود

یعمل على خفض الكلفة أوال وثانیا یساعد على تحسین الخواص . ]4[ةالفیزیائی

األنتیمون الثالثي یساعد على إستنباط خواص جدیدة غیر متوفرة في المنتجات أو أوكسید إضافة إن

یكون من الصعب الحصول علیھا بدون إضافتھ ومن ھذه الخواص تعدیل االحتكاك

Page 46: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

24

( Friction Modification ) غیر العضویةتثبیت لمعان األصباغ و)(Light Stability ، ثابت

.Stable Opacifiers [21])( النفاذیة للطالء بالمیناء في درجات الحرارة العالیة

مادة متطایرة لذا یلجأ إلى إستخدام طرق تصنیع تعمل كونھ األنتیمون الثالثي ھوأوكسید محدداتمن

كاسیداألفي درجات الحرارة العالیة تختلف عن طرق تصنیع على تجمیعھ بعد عملیة التطایر

عند ) جمیع أكاسید األنتیمون سامة ( الثالثي مادة سامة األوكسیدكذلك كون . خرى غیر المتطایرةألا

أو Dampe)( بشكل رطباألوكسیدإستنشاقھ أو إبتالعھ لذلك یوصي منتجو ھذه المادة بتصنیع وبیع

أصناف ، كذلك إستخدام ) Paste) (على شكل عجینة ( ، أو أصناف الصقة Wet)(مبلل

. ]21[ ھذه األصناف تقلل من أخطار الغبار الناتج من تصنیعھGranular)(حبیبیة

)T.Manufacturing Methods of A( األنتیمون الثالثيأوكسید طرق تصنیع - 2.10.2.1

تقسم طرق تصنیع األنتیمون الثالثي إلى خمسة طرق إعتمادا على نوعیة المادأوكسید ة

- :األولیة المستخدمة وھذه الطرق ھي

)Indirect Method ( مباشرة ال الطریقة غیر - 1

منتجا ( 600ºC-800ºC )یتم في ھذه الطریقة حرق األنتیمون داخل فرن درجة حرارتھ

األنتیمون الذي یخمد في الھواء بعدھا یتم تبریده أوكسیدبخار األنتیمون الثالثي أوكسیدیتسامى .

مباشرة من البخار إلى مسحوق أبیض صلب یتم إعادتھ وتجمیعھ بواسطة مرشحات بیت الحقیبة

(Bag House )]22[ . یوضح خطوات ھذه الطریقة ) 2-4(الشكل رقم.

)Direct Method( الطریقة المباشرة - 2

یحمص ركام األوكسید األنتیمون ذو درجات النقاوة األقل بوجود الھواء إلنتاج بخار أوكسید

الحقیبة تواسطة مرشح بیبعد ذلك یتم تكثیف البخار لتكوین مسحوق أبیض منھ یتم إستعادتھ ب

. ]22[ الطریقة ھذهیوضح خطوات) 2-5 ( رقموالشكل

Page 47: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

25

[22] الطریقة غیر المباشرة إلستخالص أوكسید األنتیمون الثالثي:)4- 2(الشكل رقم

Off-Gas

Antimony Ingots

Furnace

Cooling

Blending &

Packaging

Bag House

Filter Antimony Slag

Refractory

Air Finished Product

[22] الطریقة المباشرة إلستخالص أوكسید األنتیمون الثالثي:)5- 2(الشكل رقم

Off-Gas

Antimony Oxide

Furance

Cooling

Blending &

Packaging

Bag House

Filter Antimony Slag

Refractory

Crude Finished Product

Page 48: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

26

)Heating of Antimony Sulphide in Air( تسخین كبریتید األنتیمون الثالثي في الھواء - 3

حیث یتم ]23[( Roast – Reduction Process ) تدعى ھذه الطریقة بالتحمیص اإلختزالي

في كمیة محدودة من الھواء لتحویلھ إلى ) Sb2S3()الستبنایت( كبریتید األنتیمون الثالثي حرق

- : األنتیمون الثالثي وحسب التفاعل التاليأوكسید

232232 SO3OSbO29SSb +→+

)water y Dichloride withHeating of Antimon( تسخین كلورید األنتیمون الثالثي مع الماء-4

كلورید األنتیمون الثالثي بواسطة تسخینھ مع Hydrolyzing)(في ھذه الطریقة یتم تحلیل

: وكما موضح في التفاعل أدناه]19[الماء

. مع كاربونات الصودیوم إلزالة حامض الھیدروكلوریك ثم یغسل بالماءاألوكسیدبعدھا یغسل

)2Cl5O4Sb ( )2Cl5O4Sb of Decomposition(ب تحلل المرك-5

مع محلول كاربونات والمسمى أوكسي كلورید األنتیمون )Sb4O5Cl2(یتم تسخین المركب

:، وكما موضح في التفاعل]19[الصودیوم

23232254 CONaCL2OSb2CONaClOSb ++→+

HCl6OSbOH3SbCl2 3223 +→+

Page 49: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

27

.)Antimony Trioxide( رباعي األنتیمون الأوكسید - 2.10.2

األنتیمون الثالثي أو الخماسي أو أوكسید ینتج من تسخین ( Sb2O4 )ة الكیمیائیصیغتھ

األنتیمون الرباعي أوكسیدیكون . ]19[( 900ºC-800ºC )األنتیمون أو الستبنایت إلى درجة حرارة

األنتیمون الرباعي أوكسیدیفقد . ( g/cm3 6.59 )لون وال یذوب في الماء وھو ذو كثافة أبیض ال

). Sb2O3( األنتیمون الثالثي أوكسید متحوال إلى 1060ºC)حوالي (األوكسجین عند تسخینھ بشدة

یدأوكس األنتیمون الثالثي و أوكسید مزدوج متكون من أوكسید األنتیمون الرباعي ھو أوكسید

األنتیمون الرباعي متضمنا أوكسیدیكون تركیب ) 900ºC(عند درجة حرارة. ]19[األنتیمون الخماسي

. )Fused( األنتیمون الخماسي المنصھرینأوكسیدو األنتیمون الثالثيأوكسیدشبكة من

.)Antimony Trioxide( األنتیمون الخماسيأوكسید - 2.10.3

من تسخین حامض (Sb2O5 )ة الكیمیائی األنتیمون الخماسي وصیغتھ أوكسید یتكون

أو بواسطة تفاعل األنتیمون مع حامض (300ºC) إلى درجة حرارة ( H3SbO4 )األنتیمون

مع حامض النتریك بعدھا یسخن (Sb2O3) األنتیمون الثالثي أوكسید ، أو تفاعل ]17[النتریك المركز

األنتیمون أوكسیدألنھ عند ھذه الدرجة سوف یتكون ( 440ºC )ذا الخلیط إلى درجة حرارة تحت ھ

. الرباعي

ویكون ) 380ºC( األنتیمون الخماسي مسحوق صلب لونھ أصفر درجة إنصھاره أوكسید

مؤكسدة ضئیل الذوبان في الماء في حامض الھیدروكلوریك المركز والمحلول الناتج یمتلك خواص

یمثل مقارنة بین أكاسید ) 4- 2(الجدول رقم .( g/cm3 3.8 ) األنتیمون الخماسي أوكسیدتبلغ كثافة

.األنتیمون

Page 50: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

28

]20،19[ مقارنة بین أكاسید األنتیمون:)4- 2(الجدول رقم

Antimony Oxides

Pentoxide Tetroxide Trioxide Property &Characteristic

Sb2O5 Sb2O4 Sb2O3 Symbol

300 800-900 600-800 Formation Temperature(ºC)

3.8 6.59 5.2,5.67 Density(g/cm3)

380 1060(break) 656 Melting Point(ºC)

Yellow White White Color

.(Composite Materials) المواد المركبة- 11.2

رفت تقنیة تصنیع المواد المركبة بأبسط صورھا منذ قرون عدة حیث إستخدمھا البابلیون ع

تتكون المادة المركبة من جمع . ]24[في بناء بیوتھم عن طریق خلط نشارة الخشب بمادة الطین لتقویتھ

دیدة ة والغرض من ھذا الجمع ھو إستنباط خواص جالفیزیائیمادتین مختلفتي الخواص المیكانیكیة و

. لم تكن متوفرة في المواد األصلیة

أما . یوجد في الطبیعة الكثیر من األمثلة على المواد المركبة ومنھا ألیاف السلیلوز مع مادة الخشب

و لتصنیع مادة مركبة یجب . في الصناعة فإن تقویة الراتنجات باأللیاف الصناعیة ھي األكثر إنتشارا

- :توفر مادتین ھما

)Matrix Material ( ادة األساس م- 1.112.

متكونة من المعادن ) Metallic Materials( تكون مواد األساس أما مواد معدنیة

Ceramic Materials)(كون مواد سیرامیكیةوسبائكھا وتتمیز بثقل وزنھا ومتانتھا العالیة ،أو قد ت

والتي تمتاز بخفة وزنھا ومقاومتھا المرتفعة لدرجات الحرارة العالیة ولكنھا ضعیفة المقاومة لقوى

Page 51: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

29

وھي األكثر إستعماال Polymeric Materials)(بولیمیریةكذلك تكون المادة األساس مواد . الصدم

وإنتشارا لما تتمیز بھ من خواص میكان بولیمریةومن األمثلة على المواد ال. ]24[یكیة وحراریة جیدة

.Polyester Resin)(ھو راتنج البولي أستر

Thermosetting Resins) (ة بالحرارةب یعتبر راتنج البولي أستر أحد أنواع الراتنجات المتصل

ثنائي مع حامض غیر مشبعMonomer ( Glycol( ویتم تحضیره من تفاعل مونومیر الجلیكول

ویشترط أن یمتلك أحد المونومیرین أو كلیھما على رابطة مضاعفة في ) Dibasic Acid(القاعدة

Styrene)(تركیبھ،وبعد تكون البولیمر الخطي یمزج مع مونومیر فنیل فعال مثل الستایرین

بط حرة وبھذا تتم بلمرة مونومیر الفنیل مع الرواجذورباإلضافة إلى عامل مساعد یتكسر إلى

.]25[المزدوجة على طول سلسلة البولیمر وبذلك یتكون البولي أستر

) بالنسبة للراتنجات(یمتلك راتنج البولي أستر خواص حراریة جیدة إذ یتحمل الحرارة العالیة

ولكنھ یعاني تفككا تلقائیا260ºC)(و لغایة ) (Spontaneous Decomposition عند درجة حرارة

وكذلك یمتاز راتنج البولي أستر بمقاومة .]10[حتى بعدم وجود األوكسجین ) 300ºC( تقارب

كھربائیة ممتازة ومقاومة كیمیاویة للمذیبات واألحماض واألمالح ومقاوم للبلى والتأثیرات البیئیة

ویضاف البولي أستر إلى األلیاف . والھشاشة،باإلضافة لكونھ قلیل الكلفة ولكنھ یتصف بالضعف

. جیة لصناعة ھیاكل القوالب ومكونات أجسام الطائرات والسیارات وغیرھا من الصناعات الزجا

.یبین خواص راتنج البولي أستر العامة) 5- 2(والجدول رقم

)Reinforcing Material ( مادة التقویة- 2.112.

لیة المنخفضة حتى ین في ھكذا مواد وھي المقاومة العالیة والمطین أساسیتییجب توفر میزت

Reinforcing by(ھناك عدة طرق للتقویة منھا التقویة بالدقائق. تستطیع تقویة المواد األساس

(Particulate والتي تكون بقطر أكبر من ( 1 µm )بریة والكرویة وبأشكال مختلفة منھا اإل

ویكون قطر الدقائق أقل من Reinforcing by Dispersed)(والقشریة ، كذلك تتم التقویة بالتشتت

( 0.1µm ).

نظرا لما تتمیز Reinforcing by Fibers) ( أما أكثر أسالیب التقویة شیوعا فھي التقویة باأللیاف

فمنھا ما یكون ة ــــــن األلیاف بأنواع وأشكال مختلفبھ من قوة كبیرة مقارنة بالمواد الراتنجیة ، وتكو

بشكل مستمر أو مقطع أو بشكل ظفائر محاكة .

Page 52: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

30

]26[ خواص راتنج البولي أستر:)5- 2(الجدول رقم

Mechanical Properties

Conditions Property Value

State ASTM

Flexural Modulus(Mpa) 1449-1932 23Cº D790

Tensile Strength(Mpa) 34-43 At break D638

Flexural strength(Mpa)at yield or break 49-60 - D790

Elongation at Break(%) 150-300 - D638

Hardness 101-115 Rockwell D638

Izod Impact(J/cm of notch) 1/8" thick

specimen unless notch No break - D256A

Thermal Properties

Conditions Property Value

Pressure ASTM

Coef ecient of Thermal Expansion(10-6/ºC) 20

82-127

-

0.46Mpa

D696

D648

Deflection Temperature(ºC) 14-52 1.82 Mpa D648

Thermal Conductivity(W/m.ºC) 0.288 - C177

Physical & Electrical Properties

Conditions Property Value

State ASTM

Specific Gravity 1.23-1.25 - D792

Water Absorption(%) 0.1 After 24 hrs D570

Page 53: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

31

(Thermal Erosion Test) الحراریةالتعریة إختبار - 12.2

یستخدم ھذا اإلختبار للعوازل ،) Torch Test( ویسمى أیضا بإختبار الشعلة الحراریة

إذ یتعذر الحصول على ھكذا ) 3000ºC(لحراریة التي تتحمل درجات حراریة عالیة تتجاوز ا

درجات حراریة عن طریق أجھزة قیاس الموصلیة الحراریة االعتیادیة لذلك تستخدم أنواع مختلفة

یوضح مدى درجات حرارة ) 6- 2( الجدول رقم.من الشعلة الحراریة لتولید درجات حراریة مختلفة

یبین كیفیة إجراء إختبار الشعلة ) 6- 2(الشكل رقم و الحراریة المتولدة من عدد من الغازات الشعلة

.الحراریة

في ھذا اإلختبار یكون من الصعوبة حساب معامل الموصلیة الحراریة لذلك یلجأ إلى طرق اخرى

لمادة على ن لحساب قدرة االحساب مدى العزل الحراري في درجات الحرارة العالیة وھناك طریقت

:ن ھماان الطریقتا العالیة ومقدار عزلھا الحراري وھات اللھب حرارةمقاومة

(Surface Temperature) حساب درجة حرارة السطح-1

لشعلة لمعرفة مقدار ا واقع خلف في ھذه الطریقة ،یتم وضع محرار إلیكتروني على السطح ال

.یبین رسما توضیحیا لھذه الطریقةa-7-2) (والشكل رقم . [27]قلة خالل المادة العازلةالحرارة المنت

(Depth of Damage) حساب عمق الضرر-2

مدى اختراق ( س عمق الضرر في المادة العازلة بعد تسلیط الشعلة الحراریة لفترة زمنیة معینة یقا

.یبین رسما توضیحیا لھذه الطریقة) b-7-2(والشكل الرقم . [28] )الشعلة للمادة

]29[ درجات حرارة الشعلة المتولدة من عدد من الغازات:)6- 2(الجدول رقم

Temperature, ºC Symbol Gas

3000-3250 C2H2 Oxyacetylene

2182 H2 Oxyhydrogen

2000 C3H8-C4H10 Butane-Propane

Page 54: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

32

Dep

th o

f Dam

age(

mm

)

Temperature(ºC)

Surf

ace T

empe

ratu

re(ºC

)

Time(sec)

ب اللھ طرق حساب قدرة المادة على مقاومة حرارة):7- 2(الشكل رقمa -27[ درجة حرارة السطح حساب[ b - حساب عمق الضرر]28[

- a - - b -

Depth of Damage Insulation material

إختبار التعریة الحراریة): 6- 2(الشكل رقم

00.0000

عینة اإلختبار

ماسك لتثبیت الشعلة

منزلق یستخدم للتحكم ببعد العینة عن الشعلة الحراریة

جھاز قیاس درجة الحرارة خلف عینة اإلختبار

الشعلة الحراریة

محرار

Page 55: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

33

الموصلیة الحراریة - 13.2 (Thermal Conductivity)

عند وجود فرق حراري بین سطحین سوف تنتقل الحرارة من السطح ذو درجة الحرارة

ئة ، وتعرف ھذه الظاھرة بالموصلیة الحراریة األعلى إلى السطح ذو درجة الحرارة الواط وعلى .

ھذا األساس یمكن تعریف الموصلیة الحراریة على إنھا معدل إنسیاب الحرارة عبر وحدة المساحة . ]30[خالل وحدة الزمن عند وجود إنحدار حراري بین سطحین مقداره درجة مئویة واحدة

والذي من خاللھ ) صلبة ، سائلة ، غازیة ( الت المادة تختلف آلیة التوصیل الحراري بإختالف حا

تعتمد الموصلیة الحراریة في المواد المعدنیة على . تصنف المادة على إنھا عازلة أم موصلة للحرارة

إنتقال اإللكترونات الحرة ، أما في المواد المركبة فیعتمد التوصیل الحراري على توجیھ األلیاف

)(Fibers Orientationحیث تبدي المواد المركبة موصلیة قویة باتجاه األلیاف )(In-Plane

وموصلیة أضعف بإتجاه السمك )(Through the Thickness [31].

فتعتمد الموصلیة الحراریة على توجیھ الجزیئات بولیمیریة أما في المواد ال )Molecular Orientation (الحجم البلوري ،)(Crystalline Sizeودرجة النقاوة )Purity

(Degree]24[ . یوضح مدى الموصلیة الحراریة لعدد من المواد عند ضغط (2-8)الشكل رقم

. ودرجة حرارة اعتیادیین

Fourier )یمكن استخدام قانون فوریر Law ) في حساب معامل الموصلیة الحراریة (k) وینص

- :لى ھذا القانون ع

.XTAkQ

∆∆

××−=

- :حیث

Q = كمیة الحرارة المارة بوحدة الزمن وتقاس بوحدات( W )

k = معامل الموصلیة الحراریة ویقاس بوحدات( W/m.ºC )

A = مساحة مقطع انسیاب الحرارة وتقاس بالمتر المربع(m2)

( )XT

∆ ( ºC/m )فة ویقاس بوحدات التدرج الحراري نسبة للمسا= ∆

Page 56: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

34

یوضح جھاز قیاس الموصلیة الحراریة( 2-9 )الشكل رقم ) (Heat Conduction Unit

یعتمد مبدأ عمل ھذا الجھاز على تسلیط . )P.A.Hilton Ltd England(والمصنع من قبل شركة

عد ذلك تقوم محار ب. قدرة كھربائیة لتسخین العینة الموجودة داخل الجھاز وھي عینة قرصیة الشكل

تقوم بقیاس (10mm)یر إلكترونیة موزعة على جانبي العینة وكل محرار یبعد عن اآلخر بمسافة

. التغیر في درجات الحرارة على جانبي العینة

ومن خالل درجات الحرارة التي یسجلھا جھاز قیاس الموصلیة الحراریة یمكن رسم المنحني المبین

)ذي یبین كیفیة حساب قیمة التدرج الحراري وال(2-10)في الشكل رقم )XT

∆الذي یطبق في ∆

فتمثل ) X2( المسافة بین المحاریر على جانبي العینة،أما)X1،X3(حیث تمثل . معادلة فوریر

. سمك العینة

Thermal Conductivity ,k(W/m.K)

Pure metals

Aluminum Nickel Alloys

oxides plastics Ice Nonmetallic solids

Foams Fibers Insulation System

Oils Water

Liquids Carbon

Dioxide Hydrogen Gases

Mat

eria

ls

Zinc

0.01 0.1 1 100 10 1000

]32[ ودرجة حرارة إعتیادیین ضغطمدى الموصلیة الحراریة لعدد من المواد عند) : 8- 2(الشكل رقم

Page 57: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

35

مفتاح تشغیل الجھاز

الموصلیة الحراریةس قیاجھاز): 9- 2(الشكل رقم

Heat Conduction Apparatus

00.0 W

00.0 ºC JENWAY 7700

THERMOMETER

5

9 1

5A

SUPPLY

OFF

ON

Warning Mains

Voltage HEATER POWER

SUPPLY 4 3 2

6 7 8

مقیاس لقراءة القدرة الداخلة للجھاز مقیاس لقراءة درجات الحرارة

رعتلة التحكم بالمحاری مغذي القدرة الداخلة للجھاز

PART 1

محرار

.علي إبراھیم مسلم الموسوي/ رسم

مكان وضع العینة

PART 2

أنابیب تبرید

Contrology

Page 58: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

36

(Heat Capacity) السعة الحراریة -14.2

تحتاج المواد الھندسیة بإختالف أنواعھا وحاالتھا إلى كمیات مختلفة من الطاقة الحراریة لرفع

درجة حرارتھا خالل فترة زمنیة معینة، وتدعى الخاصیة التي تعتبر مقیاسا لمقدار إمتصاص المادة

السعة الحراریة وتختلف، ]C(]33( ویرمز لھا بالرمز ) Heat Capacity(للحرارة بالسعة الحراریة

. وحسب حالة المادة سواء كانت مادة صلبة أو على شكل مسحوق

یمكن تعریف السعة الحراریة ألي نظام بأنھا كمیة الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة ذلك النظام

:درجة حراریة واحدة أي إن

dTqC δ

=

)قیمة التدرج الحراري حساب :)10- 2(الشكل رقم )XT ∆∆

X1

X2

X3 Te

mpe

ratu

re,ºC

Th Tc

( )mmX∆

10 20 30 10 20 30

Page 59: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

37

- :حیث إن

C =السعة الحراریة)(J/ºC.

=q المارة بوحدة الزمنالحرارةكمیة ) w.(

dT= درجة الحرارة الفرق في)ºC.(

- :ھي ) m(إن السعة الحراریة ألي نظام یمتلك كتلة مقدارھا

cmC ×= ھي الحرارة النوعیة والتي تعرف بأنھا كمیة الحرارة الالزمة لرفع درجة حرارة غرام ) c( إذ إن

. حراریة واحدة واحد من المادة درجة

- : أدناه لحساب قیمة السعة الحراریةالفیزیائيیمكن استخدام القانون

∆∆

××=tTmCQ

حیث إن

Q =القدرة المسلطة )(W.

C = السعة الحراریة)J/g.ºC.(

m =كتلة المادة)g.(

tT

∆∆

ºC/sec).( درجة الحرارة مع الزمنفي معدل التغیر=

أوكسیدیبین الجھاز المستخدم في حساب السعة الحراریة لمادة األنتیمون و) 11- 2(الشكل رقم

لمنع تسرب الحرارة منھ والیھ حراریا معزولاألنتیمون الثالثي إذ یتكون ھذا الجھاز من صندوق

ومحرار لحساب توضع فیھ المادة المراد حساب السعة الحراریة لھا ویتم تثبیت مسخن فیھا لتسخینھا

رتفاع في درجات الحرارة خالل فترة زمنیة معینة باإلضافة إلى مجھز قدرة لتزوید المسخن إلا

.بالطاقة الحراریة وفولتمیتر لقیاس الفولتیة الداخلة وأمیتر لقیاس التیار

رة رتفاع نتیجة إلمتصاصھا للحرارة بعدھا یقل إمتصاص المادة للحراإلتبدأ درجة حرارة المادة با

.إلى أن نحصل على ثبوت شبھ مستقر في درجة حرارة المادة

Page 60: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

38

جھاز قیاس السعة الحراریة:)11- 2(الشكل رقم

Page 61: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

39

(Literatures Review) مراجعة األدبیات15.2-

والذي عاش في جنوب ألمانیا في القرن الخامس عشر (Basil Valentine) یعتبر الراھب

) Triumphal Chariot of Antimony( وسماه) 1604(ن عام أول من ألف كتابا عن األنتیمو

.]34[الذي وصف فیھ بشكل مفصل تحضیر األنتیمون المعدني

بإكتشاف األنتیمون المتفجر عن طریق إمرار تیار كھربائي (Gore) قام العالم (1855)وفي العام

م آنود من األنتیمون وكاثود في محلول ثالثي كلورید األنتیمون في حامض الھیدروكلوریك باستخدا

. ]13[من البالتین حیث یتم ترسیب األنتیمون المتفجر على الكاثود

بإستخدام طریقة حیود اإللكترون إلثبات إن األنتیمون ) Prins( قام العالم (1933)وفي العام

. ]34[المتفجر متزجج التركیب

SbШSb2ب بتوضیح إن المرك(1937)عام ) Westgren(قام العالم vO6(OH) ھو أول ما یتكون

األنتیمون الرباعي الذي نحصل علیھ عند أوكسیدوھو بدایة تكون ) 800ºC(عند التسخین لدرجة

. ]34[التسخین لفترات طویلة

حسابات التركیب باألشعة السینیة لتوضیح إن (Dihlström) إستخدم العالم (1938)في العام

األنتیمون الخماسي أوكسید و (Sb2o3) األنتیمون الثالثي أوكسیدمن الرباعي ھو خلیط األوكسید

(Sb2O5) أو SbШSbvO4 ]34[ .

بتقدیم بحث یتضمن مزایا المواد المعیقة (Grabner) و (Horacek) قام الباحثان 1996في عام

إستنتجوا بأن ، حیث(Recycleability)للھب النایتروجینیة وكذلك إمكانیة إعادة تصنیع ھذه المواد

معیقات اللھب النایتروجینیة تمتلك درجات حرارة تفكك عالیة مقارنة مع بقیة معیقات اللھب وال

تظھر میال للتفاعل لتكوین معیقات اللھب النایتروجینیة ال تدمر كذلك أوضحوا بأن. مركبات خطرة

ویعود السبب في ذلك إلى إنھا ال تكون جذ(HALS)كفاءة مثبتات ور حرة كما ھو موجود في

.]11[ معیقات اللھب الھالوجینیة

Page 62: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب النظري الفصل الثاني

40

األنتیمون أوكسیدبتقدیم بحث یتضمن مزایا إستخدام ) Jeffrey(قدم الباحث) 1997(وفي العام

مع بولیمر ثالثي النظام متكون من BurnEXTM ADP494)( الغروي Sb2O5)(الخماسي

الحصول على مقاومة حت النتائج بأنھ یمكن أوضحیثABS) ( ستایرین- بوتادین- إكریلونتریل

إلى تحسن الخواص إضافة Translucency Loss)(صدم أعلى مع حد أدنى من فقدان الشفافیة

. [35]ة والحصول على ممیزات إنسیاب أفضل الفیزیائی

ادة بحثا یتضمن دراسة تأثیر حالة الم(Michael) و (Edward)قدم الباحثان ) 2000(وفي عام

المعیقة للھب على مقاومة راتنج البولي بروبلین للھب وثباتیتھ لألشعة فوق البنفسجیة حیث إستخدما

إذ )Colloidal( األنتیمون الثالثي والخماسي على شكل حبیبات ذات تركیب غروي أوكسید

) Burn Ex 2000(أوضحت النتائج التي حصال علیھا بأن النظام المعیق للھب المعروف بإسم

جمالیة وإعاقة للھب عند مستویات تحمیل واطئة جدایة جیدة وخواص ئحصل على خواص فیزیا [20].

ستخدام المواد إ بتقدیم دراسة متقدمة عن Pieh)(و) Horacek (نا قام الباحث(2000)وفي عام

ھب حیث الللحمایة المواد اللدائنیة من مھاجمة) Paint(ھب النایتروجینیة في الطالء المعیقة لل

ھب مضافة إلى الطالء كمادة معیقة لل(Vermcular) و ( Sodium Silicate)إستخدما مواد

لتحسین كفاءتھ لمقاومة اللھب ، حیث أوضحا في النتائج التي حصال علیھا بأن ھذه المعیقات تقوم

نار وھذه بوجود ال(Intumescent Action)العضویة أثناء فعل اإلنتفاخ - رغوة عضویةببناء

.[10] إلى رغوة العضویة نقیة تحیط الطبقات السفلى للمادةببطءالرغوة تتغیر

أوكسید بتقدیم دراسة عن مزایا إستخدام جسیمات من (Edward)وفي نفس العام قام الباحث

وأوضحت الدراسة ممیزات إستخدام0.1µ)( ذات حجم حبیبي أقل من (Sb2O5) الخماسياألنتیمون

تحسن على نتائج إختبار الصدمة بطریقة آیزود حیث أظھرت النتائج (Sb2O5)ت صغیرة من حبیبا

. [36] مستویات التحمیلھام في ھذه الخاصیة عند جمیع

Page 63: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

الفصل الثالث اجلانب العملي

Page 64: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

41

المقدمـــــــــة - 1.3 (Introduction)

ض افة إھ ب الم ستخدمة ف ي تح ضیر الم ادة المعیق ة للاألولی ة للمادة وصفایتضمن ھذا الفصل

ك ذلك (Sb2O3)م ون الثالث ي ینتألوك سید ا أية تح ضیر الم ادة المعیق ة للھ ب وھ ش رح طریق إل ى

ة ف ي ت صنیع الم ادة المركب ة والم ستخدمة لل صق م الم ستخداألولی ة الم واد إل ىیتع رض ھ ذا الف صل

عل ى الم ادة جری ت االختب ارات الحراری ة الت ي اإل ى التط رق إل ى إض افةسناد الم ادة المعیق ة للھ ب إو

. تي استخدمت للمقارنة معھا المعیقة للھب وعلى بعض المواد االخرى ال

بھ المستخدمة في تحضیر المادة المعیقة للاألولیة تھیئة المادة -2.3

س تخدام إ حی ث ت م األنتیم ونھ ب ھ ي الم ستخدمة ف ي تح ضیر الم ادة المعیق ة للاألولیةالمادة

.األسود األنتیمون و المعدنياألنتیمون ھما األنتیموننوعین من

وبحج م حبیب ي (BDH Chemical Ltd Pool England) جھز من قبل شركةم األسود األنتیمون

)Grain Size (مقداره)8µ (الجدول رقم)األسود ألنتیمونل يئتركیب الكیمیاال یوضح) 1- 3 .

ي لألنتیمون األسودئ التركیب الكیمیا:)3- 1(الجدول رقم

Percentage Content Symbol Element 98.5 Sb Antimony 0.45 Pb Lead 0.07 Fe Iron 0.05 As Arsenic

Page 65: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

42

ت م وق د،10µ)( وبحج م حبیب ي مت وفر ف ي ال سوق المحلی ة وبنق اوة جی دة فھ و المع دنيأم ا األنتیم ون

یوض ح) 3- 2(والج دول رق م ،X-Ray Fluorescent)(بواس طة علی ھ الفح ص الكیمی اوي إج راء

.يئتركیبھ الكیمیا

المعدنيي لألنتیمونئالتركیب الكیمیا: )3 - 2(رقمالجدول

Percentage Content Symbol Element 99.5 Sb Antimony 0.5 Cu Copper

تحضیر المادة المعیقة للھب -3.3 (Preparation of Flame Retardant)

وھي درجة حرارة ( 600ºC )رجة حرارة في فرن الى د األنتیمونال النوعین من تم تسخین ك

ولفترات متقطعة حیث یسخن في البدایة لمدة ساعاتثالث الثالثي ولمدة األنتیمونوكسید اونتك

نصف ساعة بعدھا یتم إخراجھ من الفرن ویطحن بسبب تكتلھ خالل التسخین ، ثم یعاد الى الفرن مرة

فحص یوضح إختبار) 1- 3(د ، والشكل رقم األنتیمون الى اوكسیلثانیة وھكذا حتى یكتمل تحول ك

. وكسید األنتیمون الثالثي لمسحوق أاألشعة السینیة

. مون الثالثي ینتألوكسید ا اإلى المواد المضافة -4.3

اضیفت لتحسین قدرتھ على الثالثياألنتیمونوكسید اإلى) Zinc Borate( مادة بورات الزنك

مادة بورات الزنك الى معیقات اللھب غیر العضویة حیث تتمتع بقدرة جیدة على تنتمي. ھب إعاقة الل

رقمالجدولمادة بورات الزنك من السوق المحلیة وبنقاوة جیدة و تم الحصول علىإعاقة اللھب و

.ي لبورات الزنكئیبین التركیب الكیمیا) 3- 3(

Page 66: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

43

ي لبورات الزنكئكیب الكیمیا التر:)3- 3(الجدول رقم

Percentage Content symbol Compound 45 ZnO Zinc Oxide

34 B2O3 Boric Anhydride

20 H2O Water of Hydration

1 - Impurities

فحص األشعة السینیة لمسحوق أوكسید األنتیمون الثالثي:)1 - 3(كل رقمالش

-2θ=2 Range =2*103

Speed=2cm/min 20/40 Cu/Tube

Page 67: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

44

لتحضیر المادة المركبة األولیة تھیئة المادة -5.3

س تر غی ر الم شبع أوالت ي تمث ل رات نج الب ولي ) قة صة الالالماد ( األساسوتتضمن تھیئة المادة

. الزجاجألیافوھي ) اإلسنادمادة ( التقویة ألیاف تھیئة إلى باإلضافة

)ster ResineUnsaturated Poly( راتنج البولي أستر غیر المشبع-3.51.

ي في ئ والموضح تركیبھ الكیمیا( Palatel A420 )ستر غیر المشبع أج البولي تنستخدام راإتم

س تر غی ر الم شبع بخ واص حراری ة جی دة وك ذلك یمتل ك أج الب ولي ت نیمت از را. )2 - 3(ال شكل رق م

ی ة ومیای مقاوم ة كھربائی ة ممت ازة ومقاوم ة كإل ى باإلض افةمقاوم ة جی دة للتآك ل وللت أثیرات البیئی ة

.لھشاشة ولكنھ یتصف بالضعف واواألمالح واألحماضللمذیبات

HOC-C=C-C O-C-C-O-C- --C-O-C-C-O-C-C=C-C--O-C-C-OH

Ester Groups n=3-6

O O O

n

O O O

]37[ التركیب الكیمیائي لراتنج البولي أستر غیر المشبع:)2 - 3(الشكل رقم

Page 68: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

45

)Glass Fibers( األلیاف الزجاجیة -3.52.

متالكھا لدرجة إ الزجاجیة الكثیر من الخواص الفیزیاویة والكیمیاویة الجیدة ومنھا األلیافتمتلك

ب شكل ن الزجاجی ة حی ث تك واأللی اف ع دة م ن أن واعھنال ك . ی ة جی دة ومیاینصھار عالیة ومقاوم ة كإ

بشكل ن سیج أو ( Chopped Strand ) مقطعة افألی بشكل أو ( Woven Roving )ظفائر محاكة

تم إس تخدام ح صیرة م ن ألی اف الزج اج .شرطة أ على شكل خیوط وأو . ( Glass Fabric)زجاجي

ألی اف یب ین مكون ات (3-4)الج دول رق م وE- (E-glass) ن وع (g/cm3 600)ات كثافة ذالمقطعة

).يئالتركیب الكیمیا( نسبھا المئویةوالزجاج

]38[نسبھا المئویةو الزجاج ألیاف مكونات )4-3(دول رقمالج

Content Percentage Compound

52-56 Silicon Dioxide

12-16 Aluminum Oxide

5-10 Boric Oxide

0-2 Sodium Oxide & Potassium Oxide

0-5 Magnesium Oxide

16-25 Calcium Oxide

- Barium Oxide

0-1.5 Titanium Dioxide

- Zinc Oxide

0-0.8 Iron Oxide

- Zirconium Oxide

0.1 Iron

Page 69: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

46

(Test Specimens Preparation) تحضیر نماذج الفحص-6.3

ختب ار إ نم اذج إل ى باإلض افةة الحراری ة تعری ختب ار الإوت شمل تح ضیر النم اذج الخاص ة ب

ختی ار ال سعة إة الواطئ ة ك ذلك تح ضیر النم اذج الخاص ة بلیة الحراری ة ف ي درج ات الح راروص الم

.الحراریة

)Specimens of Thermal Erosion Test( ة الحراریةلتعری نماذج إختبار ا-3.61.

ك سید وة الحراری ة م ن ث الث طبق ات ،الطبق ة االول ى متكون ة م ن اتعری تتك ون نم اذج إختب ار ال

ن ب سمك وتك وSb2O3)(األنتیم ون الثالث ي )(2mmرات نج ، تلیھ ا طبق ة الم ادة المركب ة المكون ة م ن

وتك ون ب سمكالمقطع ة الزج اج و ألیاف غیر المشبعأسترولي بال )(4mm والطبق ة الثالث ة عب ارة ع ن،

قطع ة م ن الف والذ ب سمك )2mm ( ل ذلك یك ون مجم وع س مك النم وذج)%8) ±1mm ال شكل رق مو

یمثل رسما تخطیطیا لشكل عینة إختبار ال) 3- 3( . الحراریةتعریة

4mm 2mm

2mm

اوكسید األنتیمون الثالثي

القطعة الفوالذیة

مركبة المادة ال

شكل تخطیطي لعینة إختبار التعریة الحراریة:)3- 3(الشكل رقم

Page 70: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

47

الزجاجی ةاأللی افتھیئ ة قط ع دائری ة ال شكل م ن ة الحراری ة ت تم بتعری طریقة تصنیع نم اذج إختب ار ال

س تخدام إ ت م إذ (3-4) القالب المعدني الموضح في الشكل رقم أبعاد وبنفس )mm 80( وبقطرالمقطعة

. في تحضیر ھذه النماذج )Hand Lay Up (سم إلبة الیدویة والتي تعرف بالقو

ولي فنی ل ب لتف ادي إلت صاق النم اذج بع دھا ی رش القال ب بم ادة ال ورنیشتم طالء القالب المعدني بمادة

ی تم إض افة الم ادة المعجل ة . ال ذي ی سھل ف صل النم اذج م ن القال ب ) Polyvinyl Alcohol(الكحول

والت ي ) Cobalt Octoatel( غیر المشبع وتخلط جیدا مع ھ ت سمى ھ ذه الم ادة أسترولي بال راتنج إلى

بن سبة )MEKP(ة د الم ادة الم صلإلی ھبع دھا ت ضاف ) %6( فع ال بن سبة تكوبال تحت وي عل ى

توضع كمیة من الراتنج على سطح القالب الداخلي وتنشر بفرشاة لضمان توزیعھ بانتظ ام .]24[)2(%

ج علیھ ا وھك ذا لبقی ة الطبق ات تن ثم نضع كمیة اخ رى م ن ال رااأللیاف من األولىالطبقة بعدھا توضع

تم إستخدام الطریقة الوزنی ة ف ي ح ساب كمی ة ك ل م ن األلی اف .لتتكون مادة مركبة بالسمك المطلوب

وليب رات نج ال ن سبة وزنی ة م ن) 40(%والراتنج المستخدمة في تصنیع المادة المركبة ،حی ث إس تخدم

. المقطعةنسبة وزنیة من ألیاف الزجاج ) 60(% و غیر المشبعأستر

الثالثي على المادة المركبة ویتم كبسھا في األنتیمونوكسید ھب وھي ابعد ذلك توضع المادة المعیقة لل

) الم ادة المعیق ة للھ ب + ألی اف+ رات نج (بعدھا یتم إس تخراج الم ادة المركب ة . القالب وتترك لتتصلب

یوض ح نم اذج ) 3-5(ال شكل رق م . ]24[م ال الت صلبإلك) 107ºC(ع ف ي ف رن درج ة حرارت ھ وتوض

.إختبار الشعلة الحراریة

2mm

10mm

80mm

القالب المستخدم في تصنیع نماذج إختبار التعریة الحراریة:)4-3(الشكل رقم

Page 71: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

48

)Specimens of Thermal Conductivity Test( لحراریةا نماذج إختبار الموصلیة-3.62.

تالئم القالب المستخدم في تصنیع ) 25mm(قطر ب الزجاجیة واأللیافة قطع دائریة من تم تھیئ

تح ضیر ال راتنج ت م ب نفس الطریق ة ال سابقة وك ذلك ت صنیع ) . 3-6(النم اذج والمب ین ف ي ال شكل رق م

. الحراریةةتعریالنماذج تشابھ الطریقة المستخدمة في تصنیع عینات اختبار ال

كم ال إل وترك ت لتت صلب ، بع دھا ت م إخراجھ ا م ن القال ب ووض عت ف ي الف رن ثم كبست ھذه النماذج

وال شكل .(mm 3)إختب ار الموص لیة الحراری ة ، ویبلغ سمك عین اتكما في الطریقة السابقة التصلب

. إختبار الموصلیة الحراریة نماذجیوضح ) 3-7(رقم

نموذج إختبار التعریة الحراریة:)5 - 3(الشكل رقم

Page 72: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

49

نماذج إختبار الموصلیة الحراریة:)7 - 3(الشكل رقم

2mm

5mm 25mm

القالب المستخدم في تصنیع نماذج إختبار الموصلیة الحراریة:)6- 3(الشكل رقم

Page 73: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

50

) Test Capacityof HeatSpecimens ( نماذج إختبار السعة الحراریة-3.63.

وك سیدم سحوق ا األس ود وك ذلك م ونینتأل ا المع دني ومونینتأل ا كل منقاحیتم إستخدام مس

. حیث تم إستخراج السعة الحراریة لكل منھا الثالثي في ھذا االختبارمونینتألا

(Thermal Tests) ت الحراریة اإلختبارا-7.3

.ة الحراریة وإختبار الموصلیة الحراریة وكذلك إختبار السعة الحراریة لتعریوتشمل إختبارات ا

)Thermal Erosion Test (ة الحراریة تعری إختبار ال-3.71.

م ف ي ھ ذا االختب ار ن وعین م ن ال شعلة الحراری ة وھ ي ال شعلة الغازی ة وتبل غ درج ة دخإس ت

حی ث ت م )3250ºC- 3000ºC ( آس تیلنیة ودرج ة حرارتھ اأالوك سيوال شعلة )2000ºC(حرارتھ ا

إختبار المادة المعیقة للھب وھي اوكسید األنتیمون الثالث ي . ك إلی ھقب ل وبع د إض افة م ادة ب ورات الزن

النم اذجیوض ح (b-8-3)ال شكل رق م المختب رة بال شعلة الغازی ةالنم اذج یوضح (a-8-3)رقم الشكل

یوض ح ف(a-9-3) قب ل إض افة م ادة ب ورات الزن ك أم ا ال شكل رق م أس تلینیة أالوكسيالشعلة المختبرة

أالوك سي ال شعلة رة المختب النم اذجیوض ح ف(b-9-3)الشكل رق م و ، المختبرة بالشعلة الغازیةالنماذج

. الى اوكسید األنتیمون الثالثيبعد إضافة مادة بورات الزنك أستلینیة

) TestConductivityThermal ( لحراریة إختبار الموصلیة ا-3.72.

ختبار لقیاس معامل الموصلیة الحراریة ف ي درج ات الح رارة الواطئ ة لمعرف ة إلستخدم ھذا اإ

.ھب المادة المعیقة لل إضافةتأثیر

) TestHeat Capacity( إختبار السعة الحراریة -3.73.

وك ذلك عل ى م سحوق واألس ود المع دني األنتیم ونختب ار عل ى م ساحیق مع دن إلجري ھذا اا

.الالزمة لتسخین غرام واحد من المادة الثالثي لمعرفة كمیة الحرارة األنتیمونوكسید ا

Page 74: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

اجلانب العملي الفصل الثالث

51

أستلینیة لمادة أالوكسي والشعلة المختبرة بالشعلة الغازیةنماذج ال:)3-8(الشكل رقم اوكسید األنتیمون الثالثي قبل إضافة مادة بورات الزنك

-a-

-b-

أستلینیة أالوكسيالمختبرة بالشعلة الغازیة والشعلة النماذج :)9- 3(الشكل رقم ادة بورات الزنكلمادة اوكسید األنتیمون الثالثي بعد إضافة م

-b-

-a-

Page 75: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

الفصل الرابع

النتائج

Page 76: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

52

(Introduction) المقدمــــــــــــــة -1.4

-: سوف یتم في ھذا الفصل تناول نتائج اإلختبارات التالیة

.(Thermal Erosion Test)ة الحراریة تعری إختبار ال-1

.Thermal Conductivity)(ت الحرارة الواطئة إختبار الموصلیة الحراریة في درجا-2

.Heat Capacity) ( إختبار السعة الحراریة-3

)Thermal Erosion Test( ة الحراریة تعری إختبار ال-42.

ختب ار إس تعمال ن وعین م ن ال شعلة الحراری ة وھ ي ال شعلة الغازی ة وال شعلة إلت م ف ي ھ ذا ا

عل ى ) 20mm(و ) 15mm(و ) 10mm(و ) 5mm(ا بم سافات أس تلینیة وت سلیطھوك سياأل

بال شعلةة الحراری ةتعری تب ین إختب ار ال) 4-4(و ) 4-3(و ) 4-2(و ) 4-1(واألش كال . الت والي

. أستلینیة على مادة اوكسید األنتیمون الثالثي وكسياأل الشعلة الغازیة و

وك سید أ عل ى زی ادة مقاوم ة ب ورات الزن كة م ادة فتوضح تأثیر إض اف) 4-6(و ) 4-5(أما األشكال

.لشعلة الغازیة با إلختبار التعریة الحراریةاألنتیمون الثالثي

وك سید األنتیم ون أ على زی ادة مقاوم ة بورات الزنكتبین تأثیر إضافة مادة ) 4-8(و ) 4-7(واألشكال

. أستلینیة يوكساأل الحراریة إلختبار التعریة الحراریة بالشعلةالثالثي

إختبار الموصلیة الحراریة-43. )Thermal Conductivity Test(

إستخدم جھاز الموصلیة الحراریة لقیاس معامل الموصلیة الحراریة للم ادة المركب ة المكون ة م ن

لثالث ي قب ل وبع د إض افة أوك سید األنتیم ون االمقطع ةراتنج البولي أس تر غی ر الم شبع وألی اف الزج اج

Page 77: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

53

ث م طبق ت النت ائج الت ي ی تم الح صول علیھ ا م ن ھ ذا الجھ از (10%),(20%), (30%). إلیھا وبن سب

.في معادلة فوریر إلستخراج معامل التوصیل الحراري

یبین الموص لیة الحراری ة ل راتنج الب ولي أس تر غی ر الم شبع المق وى بألی اف الزج اج ) 4-9(الشكل رقم

.وكسید األنتیمون الثالثي إلیھ قبل إضافة االمقطعة

فیوض ح ت أثیر إض افة اوك سید األنتیم ون الثالث ي عل ى الموص لیة الحراری ة ) 4-10 ( رق م أم ا ال شكل

الجدول . لراتنج البولي أستر غیر المشبع المقوى بألیاف الزجاج

)TestHeat Capacity ( إختبار السعة الحراریة-4.4

وم سحوق ) 8µ( ت م ھ ذا اإلختب ار عل ى م ساحیق ك ل م ن األنتیم ون األس ود وحجم ھ الحبیب ـي

وك ذلك ت م ھ ذا االختب ار عل ى م سحوق اوك سید ) . µ 10(األنتیم ون المع دني وبحج م حبیب ي ق دره

.وكسید األنتیمون الثالثي فیوضح السعة الحراریة أل(4-11) الشكل األنتیمون الثالثي و

. یبین السعة الحراریة لكل من األنتیمون األسود واألنتیمون المعدني(4-12)الشكل الرقم أما

Page 78: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

54

وكسید األنتیمون الثالثي أل إختبار التعریة الحراریة بالشعلة الغازیة :)1 - 4(الشكل رقم

)5mmمسافة اإلختبار (

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Page 79: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

55

وكسید األنتیمون الثالثي ألالتعریة الحراریة بالشعلة الغازیة إختبار: )2 - 4(الشكل رقم

)10mmمسافة اإلختبار (

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Page 80: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

56

الشعلة الغازیة و الشعلة األوكسي أستلینیة التعریة الحراریة ب إختبار: )3 - 4(الشكل رقم

)15mmمسافة اإلختبار (وكسید األنتیمون الثالثي أل

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Torch Temperature, ( C )

2000 C

3000 C

Page 81: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

57

األوكسي أستلینیة التعریة الحراریة بالشعلة الغازیة والشعلة إختبار:)4 – 4(الشكل رقم

)20mmإلختبار مسافة ا(وكسید األنتیمون الثالثي أل

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 5 10 15 20 25 30 35 40

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Torch Temperature , ( C )

2000 C

3000 C

Page 82: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

58

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي : )5 - 4(الشكل رقم

)mm 10مسافة اإلختبار( التعریة الحراریة بالشعلة الغازیة إلختبار

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Zinc Borate Addition

% 10 Zinc Borate

% 20 Zinc Borate

Page 83: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

59

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي :)6 - 4(الشكل رقم

)mm 20مسافة اإلختبار(التعریة الحراریة بالشعلة الغازیة إلختبار

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Zinc Borate Addition

% 10 Zinc Borate

% 20 Zinc Borate

Page 84: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

60

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي :)7 - 4(الشكل رقم

)mm 15مسافة اإلختبار(التعریة الحراریة بالشعلة أالوكسي أستلینیة تبارإلخ

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 1 2 3 4 5

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Zinc Borate Addition

% 10 Zinc Borate

% 20 Zinc Borate

Page 85: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

61

تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة اوكسید األنتیمون الثالثي :)8 - 4(الشكل رقم

)mm 20تبارمسافة اإلخ(التعریة الحراریة بالشعلة أالوكسي أستلینیة إلختبار

Time,(sec)

Surf

ace

Tem

pera

ture

,(ºC

)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Zinc Borate Addition

% 10 Zinc Borate

% 20 Zinc Borate

Page 86: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

62

الموصلیة الحراریة لراتنج البولي أستر غی:)9 – 4(الشكل رقم المشبع المقوى بألیاف ر

الزجاج المقطعة

Temperature,(ºC)

The

rmal

Con

duct

ivity

, k (W

/m.ºC

)

20 25 30 35 40 45 50 55 60

1.00

1.02

1.04

1.06

1.08

1.10

1.12

1.14

1.16

1.18

1.20

Page 87: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

63

الموصلیة الحراریة لراتنج البولي أستر غ: )10 – 4(الشكل رقم المشبع المقوى ری

بألیاف الزجاج المقطعة مضافا إلیھ مسحوق أوكسید األنتیمون الثالثي بنسب مختلفة

Temperature,(ºC)

The

rmal

Con

duct

ivity

, k (W

/m.ºC

)

20 25 30 35 40 45 50 55 60

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

1.8

2.0

Antimony Trioxide Addition

% 10 Sb2O3

% 20 Sb2O3

% 30 Sb2O3

Page 88: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

64

إختبار السعة الحراریة لمسحوق أوكسید األنتیمون الثالثي :)11 - 4(الشكل رقم

Temperature,(ºC)

Hea

t Cap

acity

, (J/

g.ºC

)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Page 89: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

النتائج الرابع الفصل

65

إختبار السعة الحراریة لمسحوق األنتیمون المعدني ومسحوق :)12 - 4(الشكل رقم

األنتیمون األسود

Temperature,(ºC)

Hea

t Cap

acity

, (J/

g.ºC

)

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0.00.30.50.81.01.31.51.82.02.32.52.83.03.33.53.84.04.34.54.85.0

Heat Capacity of Antimony

Metallic Antimony

Black Antimony

Page 90: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

الفصل اخلامس

املناقشة

Page 91: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

66

(Introduction) ةـــــــقدم الم–1.5

آلیة في حین إن ، طبیعة المادة الھندسیةىساس علألعتمد بالدرجة ات يیة العزل الحرارلن آ إ

نما تعتمد على التحوالت الطوریة إ نفسھا وساسألنصھار المادة اإھب ال تعتمد على درجات إعاقة الل

لى إھب التي تحصل داخل المادة وكذلك تعتمد على المركبات التي تتكون بعد تعرض المادة المعیقة لل

.الحرارة العالیة

شكل المواد السیرامیكیة عوازل حراریة جیدة بسبب رداءة توصیلھا الحراري ولكنھا لیست تفمثال

على ھب فھيأما المواد المعیقة لل. عالیة ھاھب حتى لو كانت درجات إنصھارللضرورة تقاوم االب

لة ولكنھا في درجات وص ذلك فھي في درجات الحرارة الواطئة تعتبر من المواد الم منعكسال

ھب ، ومن ھذه المواد نتشار اللإللى مقاومتھا إضافة إھب العالیة تعتبر من العوازل الجیدة حرارة الل

تھ على التحوالت الھیكلیة التي تحصل في بنیاألوكسیدعتمد ھذا ینتیمون الثالثي ، حیث ألوكسید اا

في حین ھبنتشار اللإمتصاصھ الطاقة الحراریة ، ھذه التحوالت تمكنھ من مقاومة إلالداخلیة نتیجة

عمل على تبرید سطح على طرح مركبات ت في مقاومتھا إلنتشار اللھب تعتمد معیقة للھب موادھنالك

.ھب ومن ھذه المواد بورات الزنك نتشار اللإالمادة المتعرض للشعلة الحراریة وبالتالي یقل

)Thermal Erosion Test( ة الحراریةتعریإختبار ال - 52.

تھا كمادة ھب وكذلك تحدید صالحینتشار اللإلختبار مقیاسا لمدى مقاومة المادة إلیمثل ھذا ا

.عازلة في ھذه الدرجات العالیة

Page 92: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

67

ھب یة على المادة العازلة والمعیقة للغازالشعلة الب التعریة الحراریةیمثل إختبار) 4-1(الشكل رقم

حیث تبدأ درجة حرارة السطح ) 5mm(نتیمون الثالثي وبمسافة تسلیط للشعلة قدرھا ألوكسید اأوھي

. رتفاع مع زیادة الفترة الزمنیة لتسلیط الشعلة إللشعلة الحراریة باا واقع خلفال

ختراقھ لھا إھب وھب داخل المادة المعیقة لللى تقدم اللإأن ھذه الزیادة في درجة حرارة السطح تقود

.ھب مع مرور الزمن لمادة المعیقة للانھیار إندفاع الحرارة الى الداخل مما ینتج عنھ إمسببا

نتیمون الثالثي إلوكسید االشعلة الغازیة على اب التعریة الحراریة فیمثل إختبار)4-2 ( رقمأما الشكل

نھیار المادة المعیقة إلة یحیث نالحظ من ھذا الشكل زیادة الفترة الزمن) 10mm(ختبار إوبمسافة

قل مما كان علیھ ألى حد إلشعلة الحراریة الواقع خلف ارتفاع درجة حرارة السطح إھب مقرونة بلل

لى إنخفاض في كمیة الحرارة التي تصل إلى إ، ویعود ھذا السلوك ) 5mm(في حالة كون المسافة

لى تقلیل إعلة الحراریة بزیادة مسافة تسلیط الشعلة مما یؤدي شنتیمون الثالثي من الألوكسید اا

.ھب للا إنتشارإختراق الشعلة للعازل وبالتالي زیادة الفترة الزمنیة لمقاومة

أستلینیة على كسيواأل الشعلةالشعلة الغازیة والتعریة الحراریة ب یبین إختیار) 4-3( رقم الشكل

للشعلة بالنسبةف) . 15mm(نتیمون الثالثي وبمسافة تسلیط للشعلة الحراریة مقدارھا ألوكسید اا

ھب مع زیادة عیقة للنھیار المادة المإل الشعلة تزداد الفترة الزمنیة تسلیطالغازیة فانھ بزیادة مسافة

. السابقة حاالتدرجة حرارة السطح وبشكل أقل مما في ال

، وھي درجة ) 3250ºC-3000ºC( لىإالتعریة الحراریة إختیاررتفاع درجة حرارة إولكن عند

الواقع رتفاع درجة حرارة السطحإوكسي أستلینیة نالحظ زیادة سریعة جدا في حرارة الشعلة األ

نھیار العازل رغم المسافة الكبیرة التي تفصل بین الشعلة والعازل إل فترة زمنیة قلیلة لشعلة معا خلف

رق المادة العازلة بشكل أكبر مما یؤدي ت أستلینیة تخوكسياألن الشعلة إلى إویرجع السبب في ذلك

تحدث یة ندفاع الطاقة الحراریة داخل المادة العازلة بشكل كبیر كذلك بسبب الحرارة العالإلى إ

لى تقلیل الزمن الالزم إ الثالثي بشكل أسرع مما یؤدي األنتیمون وكسیداالتغیرات الھیكلیة داخل

. الثالثي األنتیمونوكسید ھب وھي انھیار المادة المعیقة للإل

Page 93: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

68

أستلینیة وكسياألالشعلة الغازیة والشعلة ب التعریة الحراریةختبارإفیمثل ) 4-4(أما الشكل رقم

حیث نالحظ زیادة الفترة ) mm 20(ختبار إنتیمون الثالثي وبمسافة ألوكسید الطة على اوالمس

كذلك . نتیمون الثالثي بزیادة المسافة الفاصلة بینھ وبین الشعلة الغازیة ألوكسید االزمنیة لمقاومة ا

وكسید نھیار اإل أستلینیة حیث أرتفع الوقت المقاوم وكسياأل للشعلة األوكسیدنالحظ تحسن مقاومة

نخفاض كمیة الحرارة التي تصل الى إلى إھب وھذا یرجع رتفعت مقاومتھ للإنتیمون الثالثي أي ألا

.ھب ختراق اللإلھب وبالتالي زیادة مقاومتھا المادة المعیقة لل

لى أكثر منإھب التي تصل نتیمون الثالثي في مقاومة حرارة اللألوكسید ان سلوك اإ

)3250ºC -3000ºC ( نصھاره الواطئة إعلى الرغم من درجة)656ºC ( لى إیعود كما ذكرنا سابقا

التغیرات الھیكلیة التي تحدث في بنیتھ الداخلیة حیث عند تسلیط الشعلة الحراریة علیھ یقوم

متصاص الطاقة الحراریة مسببا تغیرا في ھیكلھ الداخلي مما یؤدي إب وكسیدلى اإلى تحولھ إ

نتیمون الرباعي أیضا یعتبر مادة معیقة للأل ا اوكسیدنإ. نتیمون الرباعي ألا ستمرار تسلیط إھب ، وب

سبب في تفكیكھ في النھایة تره الطاقة الحراریة مما یو الرباعي بداألوكسیدالشعلة الحراریة یمتص

خترق إھب ول كلما تقدم اللوتستمر ھذه العملیة بالحصو. نتیمون الثالثي مرة ثانیة ألید اوكسلى اإ

) .2mm (مك الثالثي والتي تكون بساألوكسیدطبقة من طبقات

-:ن تتحسن بثالث طرق ھي أیمكن للتعریة الحراریة ھب ان مقاومة المادة المعیقة لل

قة المعی المادة طبقةىلإھب الواصلة زیادة مسافة تسلیط الشعلة الحراریة التي تقلل من حرارة الل - 1

الحظناه ءھب ، وھذا الشي للمادة المعیقة لل الحراریةختراق الشعلةإلى تقلیل إھب مما یؤدي بدوره لل

.شكال السابقة ألبشكل واضح من خالل ا

ھب ، وھذا الشيء غیر مرغوب فیھ في بعض التطبیقات الطبقة العازلة المعیقة للمكزیادة س - 2

. ال یمكن تغیرھا ةددبعاد محأالصناعیة والتي تكون لھا

وكمثال للتعریة الحراریةھبإضافة مواد لھا القابلیة على زیادة مقاومة المادة العازلة والمعیقة لل - 3

.ھب مادة معیقة لل بدورھاعلى ھكذا مواد ھي مادة بورات الزنك والتي تعتبر

Page 94: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

69

نتیمون الثالثي ألوكسید اضافة مادة بورات الزنك على مقاومة اإیوضح تأثیر ) 4-5 ( رقمالشكل

ضافة إنھ بإحیث نالحظ ) 10mm(الشعلة الغازیة والمسلطة بمسافة ب إلختبار التعریة الحراریة

ھب ،حیث تزداد الفترة نتیمون الثالثي للألوكسید امن مادة بورات الزنك تزداد مقاومة ا) %10(

من مادة بورات ) 20%(ضافة إ تقریبا بلى الضعفإن ھذه المقاومة تزداد إنھیار العازل ، إلالزمنیة

.الزنك

ن مادة بورات الزنك تحتوي في إلى إھب یرجع الل إنتشارن السبب في ھذا التحسن في مقاومةإ

لى الخارج مما یؤدي إرجة الحرارة تبدأ بطرح ھذا الماء درتفاع إتركیبھا الداخلي على الماء فعند

تعمل بورات الزنك على تكوین طبقة زجاجیة تحمي الطبقة وأیضاھبلى تبرید السطح المتعرض للإ

نتیمون ألوكسید ا مقاومة افاعتھذا یؤدي إلى إر و ، إضافة إلى إمتصاصھا للحرارة السفلیة من اللھب

. ھب وتزداد ھذه المقاومة بزیادة نسبة بورات الزنك المضافة الثالثي لل

لى إضافة إھب بزیادة مسافة تسلیط الشعلة مون الثالثي للنتیألوكسید اكذلك یمكن زیادة مقاومة ا

یضا تأثیر مادة أالذي یمثل ) 4-6 ( رقملیھ وھذا واضح من الشكلإبورات الزنك المضافة وجود

الشعلة الغازیة ب إلختبار التعریة الحراریةنتیمون الثالثيألوكسید ابورات الزنك على مقاومة ا

ھب نھیار المادة المعیقة للإل، حیث نالحظ زیادة الفترة الزمنیة ) mm 20(ختبار قدرھا إوبمسافة

لى وجود مادة بورات إ ةضافإھب ھب التي تصل الى المادة المعیقة للنخفاض في حرارة اللإبسبب

. وتكوین الطبقة الزجاجیة الحامیةھبالزنك التي تبدأ بطرح الماء الذي یبرد السطح المعرض لل

إلختبار نتیمون الثالثيألوكسید ایبین تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة ا) 4-7(الشكل رقم

حیث ) 15mm(ختبار قدرھا إ أستلینیة علیھ وبمسافة وكسياأل عند تسلیط الشعلة التعریة الحراریة

ھب بمقدار الضعف عما كان علیھ قبل نتیمون الثالثي للألوكسید انالحظ تحسن واضح في مقاومة ا

.لیھ وتزداد ھذه المقاومة بزیادة نسبة بورات الزنك المضافة إضافة بورات الزنك إ

التي تفصلھ عن الشعلة الحراریة ةھب بزیادة المسافنتیمون الثالثي للألوكسید اكذلك تزداد مقاومة ا

األوكسیدوالذي یمثل تأثیر مادة بورات الزنك على مقاومة ) 4-8(وھذا واضح في الشكل رقم

ث حی) 20mm(ختبار قدرھا إ أستلینیة وبمسافة وكسياأللشعلة با إلختبار التعریة الحراریةالثالثي

Page 95: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

70

ھب بزیادة نسبة بورات الزنك لال األنتیمون الثالثي إلنتشاروكسیدنالحظ زیادة واضحة في مقاومة أ

.لى زیادة مسافة تسلیط الشعلة إ إضافة المضافة

)Thermal Conductivity Test( ة الحراریةلیوصختبار المإ - 53.

و أنتیمون الثالثي على العزل الحراري ألوكسید اختبار لمعرفة مدى فعالیة اإل ھذا اجريا

.یل الحراري في درجات الحرارة الواطئة التوص

لیاف الزجاج أمقوى بلیة الحراریة لراتنج البولي أستر غیر المشبع الوصیمثل الم) 4-9(الشكل رقم

لیة الحراریة للمادة المركبة وصلیھ ، حیث تبدأ المإنتیمون الثالثي ألوكسید اضافة اإالعشوائیة قبل

ف الزجاج على زیادة التوصیل الحراري لراتنج الیأ حیث تعمل ةرتفاع مع زیادة درجة الحرارإلبا

لیاف للتوصیل أللى قابلیة اإلحراري ترجع ن ھذه الزیادة في التوصیل اإ. البولي أستر غیر المشبع

.األساسالحراري مقارنة مع المادة

لیاف ألیة الحراریة لراتنج البولي أستر غیر المشبع المقوى بوصفیمثل الم) 4-10(ما الشكل رقم أ

راریة لیة الحوصنتیمون الثالثي بنسب مختلفة حیث تبدأ المألوكسید الیھ اإالزجاج العشوائیة مضافا

مادة موصلة في درجات اوكسید األنتیمون الثالثي لى كون إرتفاع ویرجع السبب في ھذا السلوك إلبا

لیاف الزجاجیة على زیادة التوصیل الحراري لراتنج البولي أللى جانب اإالحرارة الواطئة حیث یعمل

.استر غیر المشبع

كما نالحظ من الشكل إن الموصلیة الحراریة لراتنج البولي أستر غیر المشبع المقوى بألیاف الزجاج

ھي (30ºC) عند درجة حرارة (10%) المضاف إلیھ اوكسید األنتیمون الثالثي بنسبة العشوائیة

والموصلیة الحراریة عند من األوكسید المذكور30%) ( و(20%) ما ھو الحال عند إضافةم ىلعأ

عند درجة 30%) (راریة عند نسبة أوكسید ھي أعلى من والموصلیة الح(20%)نسبة أوكسید

. أیضا(30ºC)حرارة

Page 96: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

71

ھي أعلى 30%) ( حیث تصبح الموصلیة الحراریة عند نسبةبعد ھذه الدرجة تبدأ باإلرتفاع ، لكن

الحرارة یعود السبب في ذلك إلى إن و وھكذا،(20%)من الموصلیة الحراریة عند نسبة أوكسید

تبدأ بإمتصاص التي اوكسید األنتیمون الثالثيحبیباتب ركبة تصطدمالتي تمر داخل المادة الم

المادة مما یقلل من الموصلیة خالل الحرارة مرورخفض الحرارة وھذا اإلمتصاص یؤدي إلى

الحرارة تبدأ ھذه الحبیبات باإلھتزاز نتیجة الحراریة ولكن بعد فترة من الزمن وبإرتفاع درجة

یؤدي إلى ذا اإلھتزاز یسبب إندفاع الحرارة خالل المادة المركبة مما إلرتفاع درجة حرارتھا ، ھ

إمتصاص حبیبات اوكسید األنتیمون الثالثي للحرارة یزداد بزیادة نسبتھا . إرتفاع موصلیتھا الحرارة

إرتفاع درجة حرارتھا وھذا یؤدي إلى تقلیل الموصلیة الحراریة ولكن عند داخل المادة المركبة

. ید للحرارة تصبح موصل ج

)TestHeat Capacity ( ختبار السعة الحراریةإ - 54.

نتیمون الثالثي حیث یبین ھذا ألوكسید امسحوق أیمثل السعة الحراریة ل) 4-11(الشكل رقم

ت في السعة لى ثبوإصل ن إلى أنوكسید بزیادة درجة الحرارة الشكل زیادة في السعة الحراریة لأل

إمتصاص اثبت عندھی للحرارة والقیمة التي األوكسیدمتصاص إھا یتوقف دالحراریة والتي عن

.وكسید الثالثي الحرارة تعتبر السعة الحرارة لأل

مسحوق نتیمون المعدني وأل ا مسحوقفیبین السعة الحراریة لكل من) 4-12(أما الشكل رقم

صل نن ألى إة ررتفاع درجة الحراإتفاع السعة الحراریة بسود حیث یوضح الشكل إرألنتیمون األا

إن قیمة الشكل یوضح نإمتصاص الحرارة ، كما إ عنثبوت في قیمتھا والذي یعني توقف المادة إلى

نتیمون ألابر بمقدار الضعف مما ھي علیھ في كأنتیمون الثالثي ھي وكسید األألالسعة الحراریة

نتیمون ھي أقل ألن الحرارة الالزمة لتسخین اإوھذا الشيء یدل على . سود نتیمون األألالمعدني وا

ركیب الھیكلي لھما ختالف التإلى إالسبب في ذلك ودویعوكسیده أمن الحرارة الالزمة لتسخین

.نصھارھما وكذلك اإلختالف في درجات إ

Page 97: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

72

(Conclusions) اتــــستنتاجإلا - 5.5

-:ستنتاجات وھي صول علیھا یمكن الخروج بعدد من اإلمن خالل النتائج التي تم الح

مقاومة العالیة لطبقة أوكسید األنتیمون الثالثي إلختبار التعریة الحراریة وكما ھو واضح في ال - 1

ویرجع السبب في ذلك إلى د المنخفضة مخططات اإلختبار على الرغم من درجة إنصھار األكسی

لألوكسید ، وتزداد ھذه المقاومة بزیادة المسافة التغیرات الطوریة التي تحدث داخل البناء الھیكلي

.الفاصلة بین األوكسید والشعلة الحراریة المسلطة

ألیاف الزجاج زیادة مقاومة المادة المركبة المكونة من راتنج البولي أستر غیر المشبع المقوى ب - 2

من المادة للحرارة بحوالي عشرة أضعاف قیمتھا عن طریق إستخدام تقنیة الطالء بطبقةالعشوائیة

. أوكسید األنتیمون الثالثي وھي مسحوقالمعیقة للھب

لی ھ وھ ذه بإض افة م ادة ب ورات الزن ك إھ ب نت شار الل مقاوم ة اوك سید األنتیم ون الثالث ي إلنتح س -3

.زداد بزیادة نسبة بورات الزنك المضافة المقاومة ت

إمكانی ة إس تعمال اوك سید األنتیم ون الثالث ي كم ادة موص لة ف ي درج ات الح رارة الواطئ ة ب سبب -4

. موصلیتھ للحرارة

(Recommendations) ات ـــوصیــ الت6.5-

نتیم ون وك سید األف ي تك وین طبق ة عازل ة مقاوم ة م ن ا) Diffusion(نت شار إس تخدام طریق ة اإل -1

.الثالثي على سطح المادة المراد حمایتھا

Page 98: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املناقشة الفصل اخلامس

73

نتیم ون الثالث ي عل ى س طح المع ادن بواس طة الط الء الكھرب ائي وك سید األتكوین طبقة عازل ة م ن ا -2

.ودراسة كفاءتھا وأیضا مدى إلتصاقھا بسطح المعدن

نتیم ون الثالث ي ودراس ة وك سید األل ى اة ھالوجینی ة ذات أس اس م ن الب روم أو الكل ور إادإض افة م -3

.ھب من حیث العزل الحراري وإعاقة اللاألوكسیدتأثیرھا على

) .Sb2O5(نتیمون الخماسي وكسید األھب مكونة من اتحضیر وتصنیع مادة معیقة لل -4

Page 99: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material
Page 100: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

74

مبادئ التبرید ” المھندس عدنان ریكان موسى ، المھندس حیان عبد الغني عبد الزھرة - 1

. 1990 الموصل، -،دار الحكمة للطباعة والنشر“والتكییف

.1993 الموصل ، - ، دار الكتب للطباعة والنشر “ كیمیاء اللدائن” أكرم عزیز محمد . د-2

3-Cynthia A.dewit “ Brominated Flame Retardants ”, Swedish

Environmental protection Agency ,2000.

4-European Flame Retardants Association “ Flame Retardant Fact

Sheet, Antimony Trioxide”, 2002.

5-Jürgen H.Troitzsch “ overview of Flame Retardants ” , Chimica

Oggi/chemistry Today , Volume 16, January/February 1998 .

6- Ampacet Company “ Flame Retardants ” , 2002.

7-Danish Environmental protection Agency “ Brominated Flame

Retardants “, Environmental project no 494, 1999 .

8- Chemical Land21 Company “ Zinc Borate ”, Korea,2000.

(www. Chemical Land21.com).

9- D.E.C.Corbridge “ Phosphorus An outline of Its Chemistry ,

Biochemistry and Technology ”, Second Edition, Elsevier

Company,1980.

Page 101: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

75

10- Heinrich Horacek and Stefan pieh “ The Importance of Intumescent

Systems for Fire protection of plastic Materials ”, polymer International

,49,2000.

11- H. Horacek and R.Grabner “ Advantages of Flame Retardants Based

on Nitrogen Compunds ”, Degradation and Stability 54,1996.

12- H. Remy “ Treatise on Inorganic Chemistry ”, Fifth Reprint, Elsevier

publishing company, 1967 .

13- G.D.Parkes and M.A.,D.phil “ Mellor’s Modern Inorganic Chemistry

”, 1952 .

14- R. Hum “ Chemistry for Engineering Students ”, Fifth Impression,

Charles Griffin & company, Limited . 1946 .

دار الحكمة للطباعة والنشر ، الموصل “ فیزیاء الحالة الصلبة” یحیى نوري الجمال . د- 15

،1995.

16- Digitalfire Corporation “ Digitalfire Oxide Database ”, Canada,

2001 .

17- P.J. Durrant “ General and Inorganic Chemistry ”, Second Edition,

Longmans- Green & co. Ltd, 1959.

Page 102: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

76

18- Agency for Toxic Substances and Disease Registry U.S.Public Health

Service“ Toxicological Profile for Antimony and Compounds

”,September,1992.(www.atsdr.cdc.gov).

19- Therad Moeller “ Inorganic Chemistry An Advanced Textbook ”,

Tenth Printing, John Wiley &Sons,Inc.1963.

20- Edward A.Myszak, Jr. and Michael T.sobus “ Flame Retardant

Developments For polypropylene ” Nyacol Nano Technologies, Inc.

2000.

21-Chemserve Company Limited “ Antimony Trioxide ”, 2000.

(www.chemserve.com).

22- U.S. Environmental protection Agency “ Revised Antimony Oxide

Listing Background Document for the Inorganic Chemical Listing

Determination ”,June,2001.

حسیب عبد . كاظم العبیدي ، د. عصام جرجیس سلومي ، د. مھدي ناجي الزكوم ، د. د- 23

.1982جامعة الموصل ، “ كیمیاء العناصر الممثلة- یمیاء الالعضویة الك” الواحد اوغسطین

، رسالة ماجستیر، جامعة بابل، “تحسین خواص المواد اللدائنیة المقساة” علي ھوبي حلیم،- 24

1999.

دار المریخ للنشر ، “ أساسیات علم وتقنیة البلمرات” عبد الفتاح محمود طاھر . د- 25

. 2000كة العربیة السعودیة ، الممل-الریاض

Page 103: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

77

26-efunda Engineering Fundamentals “ Polymer Material Properties

”,2001. (www.efunda.com).

27- Huy K. Tran , Christine E. Johnson , Daniel J. Rasky , and Frank C.L

Hui “ phenolic Impregnated Carbon Ablators (PICA) as Thermal

protection Systems for Discovery Missions ”, NASA Technical

Memorandum 110440 , April 1997.

28- Walter Brenner , Dorey Lum,and Malcolm W.Riley “ High

Temperature Plastics ”, Second Printing , Reinhold Puplishing,1964.

29- E.P.DeGarmo, J.T. Black, and R.A. kohser “ Materials and

processes in Manufacturing ” , Eighth Edition , john Wiley & Sons ,

1999 .

أساسیات إنتقال ” برھان محمود العلي ، أحمد نجم الصبحة ، بھجت مجید مصطفى . د- 30

.1988جامعة الموصل ، “الحرارة

31- Craig W. ohlhorst Wallace L. Vaughn, philip O. Ransone, and

Hwa-Tsu Tsou “ Thermal Conductivity Database of Various Structure

Carbon-Carbon Composite Materials ”,NASA Technical Memorandum

4787, November 1997.

32- F.P.Incropera and D.P.DeWitt “ Introduction to Heat Transfer

”,Third Edition, John Wiley &Sons. 1996.

Page 104: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

78

33- R.H.Parker “ An Introduction to Chemical Metallurgy ”, Second

Edition, Pergamon Press,1978.

34- N. Selivanova and I. Ruzavin “ Inorganic Chemistry ”, Mir

publishers, Moscow, 1969 .

35- Jeffry Bartlett “ Colloidal Antimony Pentoxide in Flame Retardant

ABS ”, Fire Retardants Chemicals Association,1997.

36- Edward A.Myszak “ Use of Submicro Inorganic Flame Retardants in

Polymeric Systemic ”, Nyacol Nano Technologies, Inc. 2000.

37- Marcus Langley “ Carbon Fibers in Engineering ”, McGraw-Hill Book Company Ltd,1973.

38- George Lubin “ Handbook of Fiberglass and Advanced Plastics

composite ”, First Edition , 1975.

39- Gregory C. Demitras, Charles R. Russ, James F. Salmon, James H.

Weber and, Gerald S. Weiss “ Inorganic Chemistry ”, prentice - Hall Inc,

1972 .

40- Lawrence E. Doyle, Carl A. keyser, James L.Leach, George F.

Schrader, and Morse B. Singer “ Manufacturing processes and Materials

for Engineering” , Third Edition, prentice - Hall, Inc. 1985 .

Page 105: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

79

41- Marlene C.Morris, Howard F.McMurdie, Eloise H.Evans, Johan

deGroot, and Boris Paretzkin “ Powder Diffraction Data ”,First Edition,

JCPDS Associateship at the National Bureau of Standards,1976.

، الطبعة “ تشغیلھا- طرق تصنیعھا - أنواعھا -اللدائن ماھیتھا ” عادل محمد سویلم - 42

.1994األولى ، دار الكتب العلمیة للنشر والتوزیع ،

43- Yunus A. çengel and Michael A. Boles “ Thermodynamics, An

Engineering Approach ”, Third Edition, 1998 .

44- Edward A.Myszak, Jr. and Michael T.sobus “ Flame Retardant

Developments For polypropylene ” Nyacol Nano Technologies, Inc.

2000.

منشورات جامعة دمشق ، “ الجزیئات الضخمة والصناعات البالستیكیة” فواز الدیري . د - 45

1996 .

46- Edward A.Myszak, Jr. and Michael T.sobus “ New Generation of

Inorganic Colloids for Flame Retardancy and UV Stabilization of

Polymers ” , Nyacol Nano Technologies, Inc. 2000.

47- Bromine Science and Environmental Forum “ An Introduction to

Brominated Flame Retardants ”,19 October,2000.

Page 106: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

املصادر

80

48- T. Michael Duncan and Jeffrey A. Reimer “ Chemical Engineering

Design and Analysis An Introduction ” , Cambridge university press,

2001 .

49- F.Rondeaux , ph. Bredy and J.M.Rey “ Thermal Conductivity

Measurements of Epoxy Systems at Low Temperature ” , Cryogenic

Engineering Conference (CEC), USA, July 16-20,2001.

50-Sangeeta Nangia “ Behavior of polyester Resin Composite

(Mechanical properties) at Elevated Temperature ” , TIFAC,2002.

51-International Labour Organization “ Antimony Trioxide ”,

International Occupational Safety and Health Information

Center(CIS),2002.

Page 107: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

Abstractt

Abstract

Page 108: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material

Abstract

Due to the increasing important to search about materials which

have the capability to limit from hazard and losses caused by fires and also

search about materials have the ability to resistant generated flame from fires

and in the same time acts as an insulator material so, this study introduced a

material combined between these characteristics , this material is antimony

trioxide (Sb2O3).

In the present study , the preparation method of antimony trioxide and its

thermal and physical properties were expressed ,as well as described the

manufacturing method to form insulation layer from this oxide as a thickness

of coating layer (2mm) , paste on the composite material consist from

unsaturated polyester resin and glass fibers which acts as a paste and hold

material to the insulation and flame retardant oxide.

Several thermal tests were done to evaluate the performance of the antimony

oxide efficiency to thermal insulation and flame retardancy,these tests are

erosion test , thermal conductivity at low temperature and heat capacity test.

The result obtained from erosion test done at (2000°C) and (3000°C-

3250°C) were showed that the antimony trioxide efficiency of as a flame

retardant material and in the same time its efficiency in the thermal

insulation at high temperature.

The results obtained from thermal conductivity test were indicated that

antimony trioxide was a conductive material at low temperature.

The result obtained from heat capacity test showed that antimony trioxide

have more heat capacity from antimony.

This study also indicated the possibility of improving thermal properties of

antimony trioxide by addition zinc borate which able to prevent flame spread

and increasing efficient of Sb2O3 to flame and thermal insulation.

Page 109: Using study of antimony trioxide material as a flame retardant material