חומר מעכב בעירה

מלכההה

פירמידת האש

פירמידת האש

שריפה מתקיימת בתנאי שמתקיימים ארבעה רכיבים: חום, נוכחות חמצן, דלק ותגובת השרשרת הכימית. בעבר נהוג היה להשתמש כעזר זיכרון ב"משולש האש" (או "שלושת ה-חתים": חום, חומר בעירה וחמצן) שלא כולל את תגובת השרשרת הכימית, אלא שהמשולש לא מתאר נכונה את התנאים ההכרחיים לשריפה ולכן התנאים מתוארים כפירמידה (ארבעון).

בזמן שריפה של חומר מוצק, מתפרק החומר תחת השפעת החום למולקולות ולשרשרות קצרות של מולקולות ומשחרר גז דליק. הגז מתרכב עם חמצן ובוער. רדיקלים חופשיים מסוג יוני הידרוקסיל ויוני מימן מפרקים את המולקולות ומשחררים פחמן שמגיב עם חמצן ("נשרף") ויוצר פחמן דו-חמצני.

אם אחד מחלקי הפירמידה חסר, לא תתקיים שריפה או תדוכא שריפה קיימת.

דרך פעולה

חומר מעכב בעירה מפחית דליקות חומרים על ידי יצירת הפרדה מהאש או על ידי יצירת תגובה כימית המפסיקה את הבעירה.

השפעות פיזיות של מעכבי בעירה הן:

• קירור - יצירת תגובות כימיות המקררות את הדלקים
• יצירת שכבה מבודדת המונעת מהחומר המכוסה להידלק
• דילול - שריפה של מעכבי בעירה מסוימים משחררת מים או פחמן דו-חמצני. הללו מדללים את הרדיקלים החופשיים בלהבה וכך מכבים אותה.

בין מעכבי הבעירה המבודדים, נפוץ אלומיניום הידרוקסידי. כאשר מחממים חומר זה, הוא מתייבש תוך שחרור מים ונותר ממנו אלומינה. המים המתאדים מקררים את המקום ושכבה מבודדת של אלומינה נותרת על פני השטח.

השפעות כימיות של מעכבי בעירה הן:

• מעכבי בעירה המפריעים לתגובת השרשרת הכימית המתרחשת בלהבה. בדרך כלל הלואלקאנים. החומרים משחררים בבעירה יונים של כלור או של ברום המתרכבים עם הגז הדליק ולאחר מכן עם יוני ההידרוקסיל והמימן בתהליך שיוצר מים ומשחרר את יוני הכלור או הברום למחזור נוסף של פעילות כימית. מעכבי בעירה כאלו משולבים בתרכובות כגון פלסטיק, טקסטיל. יש פעמים, והגזים הנוצרים עקב שימוש במעכבי בעירה אלו, הינם מסוכנים יותר מהגזים שהיו נוצרים ללא שימוש במעכבי הבעירה.
• פחמון - עבור דלקים מוצקים עשויים פחמן, קיימים מעכבי בעירה המכילים לרוב זרחן וגורמים ליצירת שכבת מגן. חימום הזרחן מוביל ליצירת שרשראות של חומצה זרחתית. החומצה גורמת להיווצרות שכבת צ'ר (Char) על פני הדלק. צ'ר הוא החומר שנותר לאחר יציאת גז פחם וזפת פחם מהחומר הפחמני. הזיגוג של הצ'ר אינו דליק והוא מגן על הדלק מהאש, מונע הגעת חמצן ואת פירוק המוצק לשרשראות מולקולות קטנות וגז דליק.
• מעכבי בעירה מתנפחים כוללים חומרים כימים המתנפחים ליצירת שכבה מבודדת. כאשר מחממים מעכבי בעירה כאלו, הם משחררים גז לא דליק. המעכבים מכילים גם מייצב המשתחרר כנוזל צמיגי הכולא את הגז וחומר פחמני עם חומצה שמפחמנת את החומר הפחמני ומקשה את התערובת. שכבת הצ'ר נוספת לאוויר הכלוא בשכבה כדי לבודד את החומר המוגן מהשריפה.

שימושים

אזור צבוע אדום לאחר שפוזר עליו מעכב בעירה

חומרים מעכבי בעירה מוכנסים לטקסטילים ולחלקי פלסטיק כדי לצמצם את סכנת הבעירה הנשקפת מהם. ניתן למצוא חומרים אלו גם במבנים, מיושמים כצבע מיוחד על קירות ועל אלמנטים קריטים ליציבות המבנים.

מעכבי בעירה משמשים גם לכיבוי שריפות, ומפוזרים מתוך מטפים או מתוך כלי רכב קרקעיים או אוויריים.

כיבוי שריפות יער

בפעילות לכיבוי שריפת יער, משתמשים בחומרים מעכבי בעירה בשולי השריפה בניסיון להכיל את השריפה בשטח מצומצם יותר. צוותי קרקע, ובעיקר כלי טיס המשמשים לכבאות אווירית, מפזרים את החומרים המגבילים את התפשטות האש ומקלים על צוותים קרקעיים את כיבוי האש המוחלט. במידת הצורך, מפזרים את החומרים ישירות על הלהבות כדי לקררן ולהקטינן.

חומרים מעכבי בעירה המשמשים לשריפות יער מכילים בדרך כלל תערובת של מים וחומרים כימים שונים. החומרים בתערובת כוללי מעכבי בעירה כימים וחומרים מסמיכים שמטרתם לשמור על התערובת מלהתפרק לרסס המתפזר ללא שליטה. התערובת כוללת גם צבע (לרוב אדום) המאפשר לזהות מהאוויר אזורים שטופלו בחומר מעכב בעירה.

השפעות סביבתיות

חלק מהחומרים מעכבי הבעירה עלולים להוות איום על הסביבה. חומרים מעכבי בעירה כגון PBDE‏ (Polybrominated diphenyl ethers) נפלטים מחומרים אליהם הם הוחדרו והם עלולים להצטבר בגוף האדם ולפגוע בו.

מעכבי בעירה המשמשים לכיבוי שריפות יער נחשבים ללא רעילים אך עדיין עלולים להוות בעיה בריכוזים גבוהים. הם עלולים לפגוע בדגה ובבעלי חיים ביערות וכן בכבאים הבאים במגע קרוב עימם. בארצות הברית, אסורה הטלת מעכבי בעירה בקרבת גופי מים אלא אם יש בה כדי להציל חיים ורכוש.

קישורים חיצוניים

• בעירה, אתר שירותי כבאות והצלה, ישראל
• גיא הדר, מה יש בפנים: חומר מעכב בעירה פוס צ'ק של כיל, כלכליסט, 9 בדצמבר 2010
• צבי לוינסון וגיל דרור, לצאת מן הקופסה – דרושה חקיקת כימיקלים בישראל, אקולוגיה וסביבה, כתב עת למדע ולמדיניות הסביבה, אוקטובר 2010, גיליון 3, (עמ' 73-72)

• How do flame retardants work?, European Chemical Industry Council (CEFIC) and European Flame Retardants Association (EFRA).
• William Yardley, In Fighting Wildfires, Concerns About Chemicals, The New York Times. November 15, 2008