ในการผลิตสายเคเบิล การเลือกใช้สารหน่วงการติดไฟถือเป็นสิ่งสำคัญ ซึ่งส่งผลกระทบโดยตรงต่อการทนไฟ อายุการใช้งาน และการใช้งานที่หลากหลายของสายเคเบิล ข้อมูลต่อไปนี้จะเป็นการเปรียบเทียบข้อดีและข้อเสียของสารหน่วงไฟในสายเคเบิลที่ใช้กันทั่วไป 4 ชนิดอย่างครอบคลุม ได้แก่ สารหน่วงไฟที่ใช้พลวง สารหน่วงไฟจากอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH) สารหน่วงไฟของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ และสารหน่วงไฟโบเอไมต์ทนความร้อนสูง (ALOOH)
1. สารหน่วงไฟที่ใช้พลวง
ข้อดี
พลวงไตรออกไซด์เพียงอย่างเดียวไม่มีประสิทธิภาพเป็นสารหน่วงไฟ อย่างไรก็ตาม เมื่อรวมกับสารประกอบฮาโลเจนที่เหมาะสม จะมีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟได้ดีเยี่ยม ในระหว่างการเผาไหม้ ระบบที่ซับซ้อนนี้จะเกิดปฏิกิริยาเคมีที่ซับซ้อนหลายชุด ทำให้เกิดสารหน่วงไฟที่ยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ตัวอย่างเช่น ในการใช้งานเคเบิลที่ต้องการการป้องกันอัคคีภัยที่สูงมาก เช่น อาคารสูงและศูนย์ข้อมูลขนาดใหญ่ การรวมสารหน่วงการติดไฟที่ใช้พลวงกับสารประกอบฮาโลเจนสามารถปรับปรุงการหน่วงการติดไฟของสายเคเบิลได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยให้การรับประกันที่แข็งแกร่งสำหรับความปลอดภัยจากอัคคีภัย
ข้อเสีย
สารหน่วงไฟที่ใช้พลวงก่อให้เกิดความเสี่ยงด้านสิ่งแวดล้อมและสุขภาพที่สำคัญ พลวงเป็นโลหะหนักและค่อนข้างเป็นพิษ ที่จริงจังกว่านั้นคืออยู่ในกลุ่มเดียวกันกับสารหนู และผลิตภัณฑ์น้ำมันดิบมักจะมีสารหนูและโลหะหนักเจือปนอื่นๆ สารหนูไตรออกไซด์หรือที่รู้จักกันดีในชื่อสารหนูเป็นพิษอย่างยิ่ง ด้วยความสนใจทั่วโลกที่เพิ่มขึ้นต่อการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมและสุขภาพของมนุษย์ และการนำแนวคิดการผลิตที่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมมาใช้มากขึ้น สารหน่วงไฟที่ใช้พลวงเนื่องจากความเป็นพิษ ทำให้ไม่สามารถตอบสนองความต้องการของสารตัวเติมสีเขียวและสารหน่วงไฟสีเขียว และการใช้งานของพวกมันก็ค่อยๆ ถูกจำกัด
2. สารหน่วงไฟอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ (ATH)
ข้อดี
ข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดของสารหน่วงการติดไฟของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์คือราคาที่ต่ำและมีคุณสมบัติหน่วงการติดไฟได้ดีเยี่ยม ออกฤทธิ์โดยการดูดซับความร้อนและปล่อยไอน้ำระหว่างการเผาไหม้ ช่วยลดอุณหภูมิในบริเวณเผาไหม้ได้อย่างมีประสิทธิภาพและยับยั้งการแพร่กระจายของเปลวไฟ สำหรับผลิตภัณฑ์เคเบิลที่คำนึงถึงต้นทุนซึ่งสารหน่วงการติดไฟไม่ได้มีความสำคัญสูงสุด สารหน่วงการติดไฟของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เป็นตัวเลือกที่ประหยัดและไม่แพง
ข้อเสีย
การต้านทานความร้อนที่ไม่ดีเป็นหนึ่งในข้อเสียเปรียบหลักของสารหน่วงไฟของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ โดยเริ่มทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 200°C และจะขาดน้ำอย่างสมบูรณ์ระหว่าง 330°C ถึง 350°C กระบวนการบ่มเรซินส่วนใหญ่เกิดขึ้นภายในช่วงอุณหภูมิการคายน้ำของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ การคายน้ำนี้ทำให้เกิดก๊าซจำนวนมากในระหว่างกระบวนการบ่ม ทำให้เกิดฟองภายในและพื้นผิวที่ไม่เรียบในผลิตภัณฑ์เรซินสังเคราะห์สำเร็จรูป นอกจากนี้ยังลดคุณสมบัติไดอิเล็กทริกลงอย่างมาก ส่งผลให้ผลผลิตลดลง
ภายใต้สภาวะที่มีอุณหภูมิสูง เมื่อใช้อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ในวัสดุ เช่น ซิลิโคน อาจทำให้เกิดปัญหาต่างๆ เช่น เกิดฝ้า ตกขาวและเป็นพุพอง และคุณสมบัติไดอิเล็กทริกลดลง นอกจากนี้ อะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ยังมีค่าการนำไฟฟ้า (EC) ค่อนข้างสูงประมาณ 60-100 μS/cm3 และไวต่อการดูดซับความชื้น ลักษณะเหล่านี้เป็นอุปสรรคต่อการใช้งานในสายเคเบิลที่มีข้อกำหนดประสิทธิภาพสูง
3. สารหน่วงไฟแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์
ข้อดี
สารหน่วงไฟแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ไม่เป็นพิษและมีอุณหภูมิการสลายตัวค่อนข้างสูงที่ 430°C อาจเป็นตัวเลือกในการใช้งานสายเคเบิลที่มีข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อมที่เข้มงวดและข้อกำหนดการต้านทานความร้อนบางประการ ตัวอย่างเช่น การใช้สารหน่วงการติดไฟของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์ในสายเคเบิลแรงดันต่ำภายในอาคารบางชนิดสามารถรับประกันคุณสมบัติของสารหน่วงไฟบางอย่างในขณะที่ลดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อม
ข้อเสีย
สารหน่วงการติดไฟของแมกนีเซียมไฮดรอกไซด์มีความคงตัวทางเคมีต่ำและไม่ทนต่อกรด แม้แต่กรดอ่อน เช่น กรดอะซิติก ก็สามารถละลายได้ ซึ่งจำกัดการใช้งานกับผลิตภัณฑ์คุณภาพต่ำอย่างมาก นอกจากนี้ ยังไวต่อการดูดซับความชื้น มีการกระจายตัวต่ำ และมีคุณสมบัติเป็นฉนวนต่ำกว่าปกติ ในระหว่างการผลิตสายเคเบิล การดูดซับความชื้นอาจทำให้เกิดความชื้นภายใน ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพทางไฟฟ้าและอายุการใช้งานของสายเคเบิล การกระจายตัวที่ไม่ดีสามารถนำไปสู่การกระจายตัวของสารหน่วงไฟที่ไม่สม่ำเสมอภายในวัสดุสายเคเบิล ส่งผลให้ประสิทธิภาพของสารหน่วงไฟลดลง คุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่ไม่ดีอาจส่งผลต่อคุณภาพการส่งสัญญาณของสายเคเบิลด้วย
4. สารหน่วงไฟ Boehmite ทนความร้อนสูง (Boehmite, ALOOH)
ข้อดี
สารหน่วงไฟโบห์ไมต์ทนความร้อนสูงมีข้อดีหลายประการ อุณหภูมิการคายน้ำ 1% สามารถเข้าถึงได้มากกว่า 350°C และถึงอัตราการคายน้ำสูงสุดที่ 500°C วิธีนี้ช่วยแก้ไขปัญหาของอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ซึ่งอาจทำให้เกิดข้อบกพร่องของผลิตภัณฑ์และลดคุณสมบัติไดอิเล็กตริกเนื่องจากอุณหภูมิขาดน้ำต่ำ ค่าการนำไฟฟ้า (EC) น้อยกว่า 50μS/cm และคุณสมบัติไดอิเล็กตริกที่แข็งแกร่งทำให้มั่นใจได้ถึงประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่ดีเยี่ยมในสายเคเบิลแม้ในอุณหภูมิสูง
สารหน่วงไฟโบเอไมต์ที่ทนความร้อนสูงยังมีความต้านทานต่อกรดและด่างอย่างแรง จึงรักษาประสิทธิภาพที่มั่นคงในสภาพแวดล้อมที่รุนแรงต่างๆ นอกจากนี้ ยังมีการนำความร้อน ทำให้เหมาะสำหรับผลิตภัณฑ์เคเบิลที่ต้องการความต้านทานความร้อนสูง ประสิทธิภาพทางไฟฟ้า และการนำความร้อน เช่น สายไฟรถยนต์พลังงานใหม่และสายเคเบิลการบินและอวกาศ
ข้อเสีย: ค่าหน่วงไฟของสารหน่วงไฟโบห์ไมต์ทนความร้อนสูงจะต่ำกว่าอะลูมิเนียมไฮดรอกไซด์เล็กน้อย โดยต้องใช้ปริมาณที่สูงกว่าเพื่อให้ได้ค่าหน่วงไฟเท่าเดิม ส่งผลให้ต้นทุนการผลิตเพิ่มขึ้น อย่างไรก็ตาม ด้วยคุณสมบัติที่ดีเยี่ยมหลายประการ รวมถึงการทนความร้อนสูง ความต้านทานต่อกรดและด่าง และการนำความร้อน ตลอดจนความสามารถในการทำเป็นวัสดุเชิงฟังก์ชันที่ทนความร้อนสูงเพื่อเพิ่มมูลค่าของผลิตภัณฑ์ ข้อเสียเหล่านี้ค่อนข้างจะให้อภัยได้เมื่อพิจารณาจากข้อได้เปรียบที่ครอบคลุม