هيدروكسيد الألومنيوم (ATH)

ATH فلر مثبّط لهب غير هالوجيني يُنتَج من عملية Bayer نفسها المُستخدَمة لتكرير البوكسيت إلى ألومينا، وقد أظهر بحث قاس تأثيره مباشرة في مركّب بوليمر مفاضلة واضحة: فهو يقلل ذروة انبعاث الحرارة بشكل حقيقي، لكن فقط عند نسبة تحميل تقلل القوة الميكانيكية بشكل كبير أيضًا. وتوضّح هذه الصفحة هذه المفاضلة ومصدر آلية عمل ATH كمثبّط لهب.

ما هو؟

ATH (هيدروكسيد الألومنيوم الثلاثي، Al(OH)3) فلر يُستخدم أساسًا كمثبّط لهب غير هالوجيني في مركّبات البوليمر. ووفق تقرير Mineral Commodity Summaries 2025 الصادر عن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، يُكرَّر نحو 76% من البوكسيت المُستهلَك بعملية Bayer لإنتاج الألومينا أو هيدروكسيد الألومنيوم، وقُدِّر إنتاج الألومينا الأمريكي بنحو 810 آلاف طن في عام 2024؛ ذهب نحو 69% من هذه الألومينا إلى مصاهر الألومنيوم الأولية، والباقي إلى منتجات غير معدنية كالكاشطات والسيراميك والكيماويات والحراريات.

لماذا يُستخدم؟

1. يقلل ATH ذروة انبعاث الحرارة بشكل قابل للقياس في مركّب بوليمر تم اختباره، مدعومًا ببيانات حرارية واختبار حريق مباشر — راجع “كيف يُستخدم” و“متى لا يكون الخيار المناسب”.
2. تنبع فعاليته كمثبّط لهب من آلية كيميائية حقيقية (تحلل ماص للحرارة يطلق بخار ماء)، لا من مجرد حشو خامل — راجع “كيف يُستخدم”.

كيف يُستخدم

في البلاستيك ومركّبات البوليمر — بما في ذلك عزل وكسوة الكابلات المصنوعة من بوليمرات كـEVA — يعمل ATH بالتحلل الحراري الماص للحرارة عند درجة حرارة عالية إلى أكسيد ألومنيوم وبخار ماء. ووجدت دراسة محكّمة من عام 2025 باستخدام تحليل الوزن الحراري (TGA) أن ATH الخام يبدأ بالتحلل عند نحو 243 درجة مئوية، مع استمرار فقدان وزن كبير حتى نحو 359 درجة مئوية؛ إذ يخفف بخار الماء المُتحرر اللهب ويقلل درجة حرارة الاحتراق، بينما يكوّن أكسيد الألومنيوم الناتج طبقة واقية على السطح تحد من انتقال الحرارة والأكسجين بعد ذلك.

متى لا يكون الخيار المناسب

• يحتاج ATH نسبة تحميل عالية ليعمل بكفاءة، ويمكن لهذه النسبة نفسها أن تضعف الخواص الميكانيكية للمادة بشكل كبير. اختبرت الدراسة نفسها من عام 2025 ATH الخام بنسبة تحميل 50% وزنًا في مركّب EVA: انخفض معدل ذروة انبعاث الحرارة في اختبار المسعر المخروطي بنسبة 62.2% مقارنة بـEVA بدون فلر (من 1027 إلى 388 كيلوواط/م²)، لكن مقاومة الشد انخفضت بنسبة 74.4% في التركيبة نفسها (من 12.5 إلى 3.1 ميجاباسكال). وتصف الدراسة فعالية ATH كمثبّط لهب بأنها أقل عمومًا من مثبّطات اللهب العضوية، “مما يستلزم نسبة تحميل عالية تتجاوز 50% وزنًا للوصول إلى الأداء المطلوب”. وهذا يعني أن فائدة ATH ضد الحريق وتكلفته الميكانيكية مرتبطان مباشرة عند نسب التحميل المطلوبة لتحقيق فعالية حقيقية؛ وهذه الأرقام خاصة بتركيبة EVA هذه تحديدًا، ويجب فحصها مقابل نظام البوليمر ونسبة التحميل الفعلية المُستخدَمة، لا افتراض انتقالها مباشرة إلى راتنجات أخرى كـPP أو PVC.