Въведение
Най-широко използваният и икономичен редуктор на горенето FR) за полимери е алуминиевият трихидроксид (Al(OH)3 или съкратено ATH). Той се използва в пластмаси, като например полиолефини за кабелни обвивки, но също така и в акрилни материали, термореактивни смоли и PVC подови настилки, за да назовем още няколко приложения. Той е екологично чист, тъй като не съдържа халогени и е много ефективен като потискател на дима.
Неговата огнеустойчивост* се дължи на охлаждането и образуването на бариерен слой, както и на разреждането. Способността за охлаждане се дължи на способността му да отделя вода при нагряване. Пикът на отделяне на вода настъпва при около 300°C.
Основната реакция е ендотермична, което означава, че водата изразходва част от освободената топлина за изпаряване.
Бариерната функционалност е резултат от разлагането на алуминиевия трихидроксид. Разложеният слой забавя притока на кислород към пламъка и по този начин образуването на газове. Large трябва да се използват количества (40-60 тегловни %) пълнител, за да се получат пламъкозадържащи свойства (фактор на разреждане). Както при повечето забавители на горенето (FRs), добавянето на пълнител влияе и върху механичните и реологичните свойства на пластмасите. Тъй като количествата на пълнителя трябва да са високи за неговата функционалност, трябва да се добавят други добавки, за да се неутрализира ефектът им. Механичните свойства се подобряват от морфологията и повърхностното покритие на Al(OH)3, за да се увеличи междуфазовото сцепление. Покритията се различават в зависимост от основния полимер, който ще се използва. Повишеният вискозитет по време на обработката се неутрализира от добавки за подобряване на потока.
Условия за измерване
В това проучване е изследван ефектът на алуминиев трихидроксид (АТХ) върху поведението при пожар на полиетилен (ПЕ) в TCC 918 (фигура 1). Уредът позволява да се определят отделянето на топлина, загубата на маса и плътността и съставът на димните газове. За тази цел образци от чист PE, както и от PE с 50 тегловни % Al(OH)3, бяха формовани под налягане в плочи с размери 100 x 100 x 4 mm3 .
Преди да започнат тестовете, системата за газов анализ (Siemens Oxymat/Ultramat) беше калибрирана с калибровъчни газове, а C-факторът беше проверен с помощта на метанова горелка с определено отделяне на топлина. Използваният газов анализатор е оборудван с опция за O2 иCO2. След нагряването на конусовидния нагревател затворът беше затворен и хоризонталният държач за проби с пробата беше монтиран върху заземената плоча. След това системата автоматично премахна затвора за започване на измерването. Изпаряващите се газове бяха запалени от автоматичната запалителна система. Условията на измерване са обобщени в таблица 1.
Таблица 1: Условия за измерване
| Държач на пробата | Хоризонтален |
| Плътност на топлинния поток | 50 kW/m² |
| Номинален дебит на потока | 24.0 l/s |
Отделянето на топлина е в добро съответствие с измерването на предаването; вж. фигура 3. Общото количество отделена топлина е по-малко в образеца с FR. Въпреки това бариерната функция отново се наблюдава чрез постоянно намаляване на отделената топлина.
Загубата на маса, съпътстваща образуването на въглени, е показана на фигура 4. Загубата на маса става с по-бавни темпове и в по-малка степен. Докато чистият образец от PE губи близо 35 g маса до края на изпитването, образецът със забавител на горенето губи по-малко от 20 g; само около половината от нея. Тук обаче трябва да се вземе предвид, че пробата с пълнител също съдържа само половината от PE.
Измерването в конусен калориметър позволява да се изследва ефектът от контролирано излагане на огън върху даден материал; в този случай върху пластмаса със и без забавител на горенето. В този пример са изобразени само най-важните свойства: предаване (образуване на дим), отделяне на топлина и загуба на маса. Въпреки това е възможно в същото изпитване да се направи допълнителен анализ:
- Време на запалване
- Скорост на загуба на маса (MLR)
- Скорост на отделяне на топлина (ARHE, MARHE)
- Ефективна топлина на горене (EHC)
- Общо отделяне на топлина (THR)
- Общо отделяне на дим (TSP)
- Производство на дим (SPR)
- Продукти на горенето
Заключения
Това изследване потвърждава механизмите на потискане на дима и образуването на бариерен слой от пълнителя алуминиев трихидроксид по време на пожар. Показателите по отношение на свойствата на предаване, отделянето на топлина и загубата на маса са сравнени с образец от PE без забавител на горенето. Вижда се, че ФР действа ефективно, когато е вложен в PE.