Bevezetés
A műanyagok általában kiváló szigetelők. Nagy mechanikai szilárdságuk és kis súlyuk miatt különösen alkalmasak az elektromos és elektronikai (E&E) piacra, valamint a közlekedési és készülékiparban. Az ilyen alkalmazásokhoz gyakran használt műanyag a poliamid családba tartozik: A PA6, amely jó felületi minőséggel, feldolgozhatósággal és a többi PA-nál valamivel alacsonyabb árral rendelkezik, különösen alkalmas. Sok ilyen alkalmazásban a műanyagot rövid üvegszálakkal erősítik meg a mechanikai teljesítmény további javítása érdekében.
Ezek az anyagok azonban meggyulladhatnak, ha elég közel kerülnek egy gyújtóforráshoz, például elektromos szikrához. A tűzbiztonság biztosítására szolgáló egyik általános intézkedés az égésgátló anyagok (FR) hozzáadása. Az alkalmazott égésgátló anyag típusa és mennyisége az alkalmazástól és a különböző éghetőségi szabványok által meghatározott kapcsolódó követelményektől függ.
Általában alacsony mennyiségű égésgátlót kívánnak alkalmazni, hogy a lehető legkisebb hatással legyen a műanyag tulajdonságaira és feldolgozási viselkedésére. Mint minden adalékanyag, az égésgátlók is növelik a polimerolvadék viszkozitását, ami különösen kritikus az elektronikai iparban, ahol a miniatürizálás és így a nagyon vékony falak szabványosak. A PA6-hoz többféle égésgátló létezik.
A már egyetlen elektromos szikra által is megindított tüzek már a kezdetektől fogva füstöt fejlesztenek. hat ezért a legtöbb tűz áldozatát a mérgező füst öli meg. Ráadásul a füst elég sűrűvé válhat ahhoz, hogy megnehezítse a vizuális tájékozódást, vagy akár a csapdába esett személy menekülését is akadályozza. A füstben lévő maró anyagok a tűz által egyébként nem érintett berendezéseket is károsíthatják. A gyakran megfigyelt toxicitás és maró hatás a halogénezett polimerekből vagy égésgátlókból származik. Emiatt speciális, nem halogénezett égésgátlókat és grafit alapú égésgátlókat használnak e problémák elkerülése érdekében.
Mérési feltételek
A különböző nem halogénezett égésgátlók PA6 tűzzel szembeni viselkedésére gyakorolt hatásának kiemelése érdekében a különböző vegyületek mintáit 100 x 100 x 4 mm3 -es lemezekbe fröccsöntötték, és a TCC 918-ban vizsgálták (1. ábra). A műszer lehetővé teszi a hőfelszabadulás, a tömegveszteség, valamint a füstgáz SűrűségA tömegsűrűséget a tömeg és a térfogat arányaként határozzák meg. sűrűségének és összetételének meghatározását. A mintákat egy vízszintes mintatartóra helyeztük, amelyet a terhelésmérő cellába helyeztünk. A terhelésmérő cella a mérés során figyeli a minta tömegét. Egy kúpos elektromos sugárzó fűtőberendezés egyenletesen besugározza a mintát felülről. A minta felülete és a kúpos fűtőtest között egy szikragyújtó található. Ez begyújtja a mintadarabból a felmelegítéskor keletkező gyúlékony gázokat. A keletkező égési gázok áthaladnak a fűtőkúpon, és egy centrifugális ventilátorral és elszívóval ellátott elszívócsatorna-rendszer gyűjti össze őket. A kipufogócsatorna mérőszakaszában mérhető a füstgáz tömegáramlása és hőmérséklete, valamint az O2-,CO2- és CO-koncentráció és a füstgázon keresztüli lézerfény-átbocsátás.
A vizsgálatok megkezdése előtt a gázelemző rendszert (Siemens Oxymat/Ultramat) kalibráló gázokkal kalibrálták, és a C-tényezőt a metánégő segítségével, meghatározott hőleadással ellenőrizték. A használt gázelemző készülék O2 ésCO2 opcióval volt felszerelve. A kúpos fűtőberendezés felmelegítése után a zárat bezártuk, és az előkészített mintatartót az alaplemezre helyeztük. Ezután a rendszer a mérés megkezdéséhez automatikusan eltávolította a redőnyt. Az elpárolgott gázokat az automatikus gyújtórendszer gyújtotta meg. A mérési feltételeket az 1. táblázat foglalja össze.
A 2. ábra a tiszta PA 6-on végzett mérés eredményeit és a TCC szoftverben történő megjelenítést mutatja. A bal oldali oszlop a mérés bemeneti adatait mutatja; középen a 751 és 756 s közötti mérési értékeket tartalmazó táblázat látható, valamint a mért adatok két példagrafikonja; a jobb oldali oszlop pedig az adott mérés kiválasztott elemzési értékeinek áttekintését mutatja be.
Táblázat: Mérési feltételek
| Mintatartó | Vízszintes | |
| Hőáram | 50 kW/m² | |
| Névleges csatornaáramlás | 24.0 l/s | |
A 3. ábra lehetővé teszi az eredmények közelebbi vizsgálatát. A 3a. ábra a tömegveszteséget, a b) a hőleadási sebességet, a c) pedig a transzmissziót mutatja az idő függvényében a három különböző minta esetében. Látható, hogy a 20 tömegszázalék grafitalapú égésgátlót tartalmazó PA6 minta (piros görbe) mutatja az összes minta közül a legalacsonyabb tömegveszteséget, hőfelszabadulást és füstfelszabadulást (az áteresztés legkisebb csökkenése). Ehhez képest a 20 tömegszázalék nem halogénezett égésgátlót tartalmazó minta (zöld görbe) nagyon hasonlóan viselkedik, mint a tiszta PA6 anyag (kék görbe). Ami a hőfelszabadulást illeti, kissé alacsonyabb értékeket mutat, és a hőfelszabadulás is hamarabb véget ér. Az áteresztés tekintetében azonban a füstkibocsátás sokkal magasabb, mint a tiszta PA6 esetében.
Összefoglaló
Ezek a vizsgálatok azt mutatják, hogy az adott PA6 esetében, valamint a vizsgált FR-terhelések esetében a grafitalapú égésgátló sokkal jobban teljesít, és jelentősen csökkenti a tűz káros hatásait a környezetére. A nem halogénezett FR esetében további terheléseket kell vizsgálni a jobb teljesítményű összetétel meghatározásához.