Johdanto
Yleisimmin käytetty ja taloudellisin polymeerien palonestoaine FR) on alumiinitrihydroksidi (Al(OH)3 tai lyhennettynä ATH). Sitä käytetään muoveissa, kuten kaapelivaipoissa käytettävissä polyolefiineissä, mutta myös akryyleissä, kestokovettuvissa hartseissa ja PVC-lattianpäällysteissä, mainitakseni muutamia muita sovelluksia. Se on ympäristöystävällinen, koska se ei sisällä halogeeneja, ja se on erittäin tehokas savunpoistoaine.
Sen palonesto* johtuu jäähdytyksestä ja sulkukerroksen muodostumisesta sekä laimenemisesta. Jäähdytysominaisuus johtuu sen kyvystä vapauttaa vettä kuumennettaessa. Veden vapautumisen huippu tapahtuu noin 300 °C:n lämpötilassa.
Perusreaktio on EndoterminenNäytteen siirtyminen tai reaktio on endoterminen, jos muuntumiseen tarvitaan lämpöä.endoterminen, mikä tarkoittaa, että vesi kuluttaa osan vapautuvasta lämmöstä haihtumiseen.
Sulkutoiminto on seurausta alumiinitrihydroksidin hajoamisesta. Hajonnut kerros hidastaa hapen virtausta liekkiin ja siten kaasujen muodostumista. Large Täyteainetta on käytettävä 40-60 painoprosenttia, jotta liekkiä estävät ominaisuudet saavutetaan (laimennuskerroin). Kuten useimpien palonestoaineiden kohdalla, täyteaineen lisääminen vaikuttaa myös muovien mekaanisiin ja reologisiin ominaisuuksiin. Koska täyteaineen määrien on oltava suuria sen toimivuuden vuoksi, on lisättävä muita lisäaineita niiden vaikutuksen torjumiseksi. Mekaanisia ominaisuuksia parannetaan Al(OH)3: n morfologialla ja pintakäsittelyllä, joka lisää rajapinnan adheesiota. Pinnoitteet vaihtelevat käytettävän peruspolymeerin mukaan. Viskositeetin lisääntymistä käsittelyn aikana torjutaan virtausta parantavilla lisäaineilla.
Mittausolosuhteet
Tässä tutkimuksessa tutkittiin alumiinitrihydroksidin (ATH) vaikutusta polyeteenin (PE) palokäyttäytymiseen osoitteessa TCC 918 (kuva 1). Laitteella voidaan määrittää lämmön vapautuminen, massahäviö sekä savukaasun TiheysMassatiheys määritellään massan ja tilavuuden suhteena. tiheys ja koostumus. Tätä varten näytteitä puhtaasta PE:stä sekä PE:stä, jossa oli 50 painoprosenttia Al(OH)3:a, ruiskuvalettiin 100 x 100 x 4 mm3 -levyiksi.
Ennen testien aloittamista kaasuanalyysijärjestelmä (Siemens Oxymat/Ultramat) kalibroitiin kalibrointikaasuilla ja C-kerroin tarkistettiin käyttämällä metaanipoltinta, jossa oli määritelty lämmön vapautuminen. Käytetty kaasuanalysaattori oli varustettu O2- jaCO2-optiolla. Kun kartiolämmitin oli lämmitetty, suljin suljettiin ja vaakasuora näyteteline, jossa näyte oli, kiinnitettiin pohjalevylle. Tämän jälkeen järjestelmä poisti suljin automaattisesti mittauksen aloittamista varten. Haihdutetut kaasut sytytettiin automaattisella sytytysjärjestelmällä. Mittausolosuhteet on esitetty taulukossa 1.
Taulukko 1: Mittausolosuhteet
| Näytteenpidin | Vaakasuora |
| Lämpövirran TiheysMassatiheys määritellään massan ja tilavuuden suhteena. tiheys | 50 kW/m² |
| Nimellinen virtausnopeus | 24.0 l/s |
Lämmön vapautuminen on hyvässä yhteisymmärryksessä läpäisymittauksen kanssa, ks. kuva 3. Vapautuvan lämmön kokonaismäärä on pienempi näytteessä, jossa on FR. Sulkutoiminto on kuitenkin jälleen havaittavissa vapautuvan lämmön tasaisena vähenemisenä.
Hiilen muodostumiseen liittyvä massahäviö on esitetty kuvassa 4. Massahäviö tapahtuu hitaammin ja vähäisemmässä määrin. Kun puhdas PE-näyte menettää lähes 35 grammaa massaa testin loppuun mennessä, palonestoainetta sisältävässä näytteessä kuluu alle 20 grammaa; vain noin puolet siitä. Tässä yhteydessä on kuitenkin otettava huomioon, että myös täyteainetta sisältävä näyte sisältää vain puolet PE:stä.
Mittaukset kartiokalorimetrillä mahdollistavat kontrolloidun paloaltistuksen vaikutuksen tutkimisen materiaaliin; tässä tapauksessa muoviin, jossa on palonestoaine ja jossa ei ole palonestoainetta. Tässä esimerkissä on kuvattu vain tärkeimmät ominaisuudet: läpäisy (savunmuodostus), lämmön vapautuminen ja massahäviö. Samassa testissä on kuitenkin mahdollista analysoida lisää:
- Syttymisaika
- Massahäviön määrä (MLR)
- Lämmön vapautumisnopeus (ARHE, MARHE)
- Tehollinen palamislämpö (EHC)
- Kokonaislämmön vapautuminen (THR)
- Savun kokonaispäästö (TSP)
- Savuntuotto (SPR)
- Palamistuotteet
Päätelmät
Tämä tutkimus vahvistaa savun tukahduttamisen mekanismit ja alumiinitrihydroksidia sisältävän täytekerroksen muodostumisen tulipalon aikana. Suorituskykyä läpäisyominaisuuksien, lämmön vapautumisen ja massahäviön osalta verrattiin PE-näytteeseen, jossa ei ollut palonsuoja-ainetta. Voidaan nähdä, että FR toimii tehokkaasti, kun se on yhdistetty PE:hen.