07.06.2021 by Dr. Natalie Rudolph, Milena Riedl
How to Avoid Fire and Toxic Smoke in Electronic Components
Plastic materials in general are excellent insulators. One measure to ensure fire safety is the addition of flame retardants (FR). Learn about the effects of different flame retardants on fire behavior.
Plastmaterialer er generelt fremragende isolatorer. Kombineret med deres høje mekaniske styrke og lave vægt er de særligt velegnede til det elektriske og elektroniske marked (E&E) samt til transport- og apparatindustrien. Et almindeligt anvendt plastmateriale til denne anvendelse er fra polyamidfamilien.
Men disse materialer kan bryde i brand, når de kommer tæt nok på en antændelseskilde som f.eks. en elektrisk gnist. En foranstaltning til at sikre brandsikkerheden er tilsætning af flammehæmmere (FR).
Generelt ønskes en lav mængde flammehæmmer for at have mindst mulig effekt på plastens egenskaber og forarbejdning. Som alle andre tilsætningsstoffer øger flammehæmmere viskositeten af polymersmelter, hvilket er særligt kritisk i elektronikindustrien, hvor miniaturisering og dermed meget tynde vægge er standard.
Selv en begyndende brand, der kun udløses af en enkelt elektrisk gnist, udvikler røg. Den giftige og ætsende røg, der ofte observeres, kommer fra halogenerede polymerer eller flammehæmmere. Derfor bruges der særlige ikke-halogenerede flammehæmmere og grafitbaserede flammehæmmere for at eliminere disse problemer.
TCC 918 Cone Calorimeter redder liv!
Reglerne for brandtest er afgørende for at holde antændeligheden og brandspredningen på et håndterbart niveau. "Reaction to Fire Test" i overensstemmelse med International Standard ISO 5660-1 og ASTM E1354 bruger et Cone Calorimeter til at vurdere varmeafgivelseshastigheden og den dynamiske røgproduktion i en materialeprøve. Cone Calorimeter er også afgørende for at bestemme brandsikkerheden for nyudviklede materialer.
Få mere at vide om keglekalorimeteret her, og se en live-demonstration!
Hvordan forskellige flammehæmmere påvirker brandadfærd
For at undersøge effekten af forskellige ikke-halogenerede flammehæmmere på brandadfærden for PA 6 blev prøver af de forskellige forbindelser sprøjtestøbt til 100 x 100 x 4 mm3 plader og testet i TCC 918.
For ren PA 6, PA 6 med grafitbaseret flammehæmmer og PA 6 med ikke-halogeneret flammehæmmer blev massetabet, varmeafgivelseshastigheden og transmissionen som funktion af tiden undersøgt (figur 2).
Det kan ses, at PA6-prøven med 20 vægt-% grafitbaseret flammehæmmer (rød kurve) viser det laveste massetab, varmeafgivelse og røgafgivelse (laveste reduktion i transmission) af alle prøver. Til sammenligning opfører prøven med 20 vægt-% ikke-halogeneret flammehæmmer (grøn kurve) sig meget ens med det rene PA6-materiale (blå kurve). I tilfælde af varmeafgivelse viser den lidt lavere værdier, og varmeafgivelsen slutter tidligere. I tilfælde af transmission er røgudviklingen dog meget højere end for det rene PA 6.
Dette viser, at den grafitbaserede flammehæmmer klarer sig meget bedre for netop denne PA6 og de undersøgte FR-belastninger og reducerer de skadelige virkninger, som en brand kan have på omgivelserne, betydeligt.
Mere om prøveforberedelsen og testopsætningen vil snart være tilgængelig i en ny applikationsnote! Hold dig informeret og tilmeld dig vores nyhedsbrev!