Bevezetés
A polimereknél a legszélesebb körben használt és leggazdaságosabb lángmentesítő FR) az alumínium-trihidroxid (Al(OH)3 vagy röviden ATH). Műanyagokban, például a kábelmellékletekhez használt poliolefinekben, de akrilokban, hőre keményedő gyantákban és PVC padlóburkolatokban is alkalmazzák, hogy csak néhány további alkalmazási területet említsünk. Környezetbarát, mivel nem tartalmaz halogéneket, és füstgátlóként rendkívül hatékony.
Lángkésleltetése* a hűtésnek és a gátlóréteg kialakulásának, valamint a hígulásnak köszönhető. A hűtési képesség abból ered, hogy melegítéskor vizet képes leadni. A vízfelszabadulás csúcspontja 300°C körül következik be.
Az alapreakció endoterm, ami azt jelenti, hogy a víz a felszabaduló hő egy részét elpárologtatja.
A gátfunkció az alumínium-trihidroxid Bomlási reakcióA bomlási reakció egy kémiai vegyület szilárd és/vagy gáznemű termékeket képező, hő hatására lejátszódó reakciója. bomlásának eredménye. A lebomlott réteg lassítja az oxigén lángba áramlását és ezáltal a gázok kialakulását. Large töltőanyag mennyiséget (40-60 tömegszázalék) kell használni a lángggzáró tulajdonságok eléréséhez (hígítási tényező). Mint a legtöbb lángmentesítő anyag (FR) esetében, a töltőanyag hozzáadása a műanyagok mechanikai és reológiai tulajdonságait is befolyásolja. Mivel a töltőanyag mennyiségének nagynak kell lennie a funkcionalitás érdekében, más adalékanyagokat kell hozzáadni a hatásuk ellensúlyozására. A mechanikai tulajdonságokat az Al(OH)3 morfológiája és felületi bevonata javítja a határfelületi adhézió növelése érdekében. A bevonatok a felhasználandó alappolimertől függően különböznek. A feldolgozás során megnövekedett viszkozitást áramlásfokozó adalékokkal ellensúlyozzák.
Mérési feltételek
Ebben a tanulmányban az alumínium-trihidroxid (ATH) hatását vizsgálták a polietilén (PE) tűzzel szembeni viselkedésére a TCC 918-ban (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. Ebből a célból tiszta PE, valamint 50 tömegszázalék Al(OH)3-t tartalmazó PE mintákat fröccsöntöttek 100 x 100 x 4 mm3 méretű lemezekbe.
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 a vízszintes mintatartót a mintával az alaplemezre szereltük. Ezután a rendszer a mérés megkezdéséhez automatikusan eltávolította a zárat. Az elpárolgott gázokat az automatikus gyújtórendszer gyújtotta meg. A mérési feltételeket az 1. táblázat foglalja össze.
1. táblázat: Mérési feltételek
| Mintatartó | Vízszintes |
| Hőáram-SűrűségA tömegsűrűséget a tömeg és a térfogat arányaként határozzák meg. sűrűség | 50 kW/m² |
| Névleges áramlási sebesség | 24.0 l/s |
A hőfelszabadulás jó összhangban van a transzmissziós méréssel; lásd a 3. ábrát. A felszabaduló hőmennyiség összességében kisebb az FR-rel ellátott mintában. A gátfüggvény azonban ismét megfigyelhető a kibocsátott hő folyamatos csökkenése révén.
A szénképződéssel járó tömegveszteséget a 4. ábra mutatja. A tömegveszteség lassabban és kisebb mértékben következik be. Míg a tiszta PE minta a vizsgálat végére közel 35 g tömegét veszíti el, addig az égésgátlóval ellátott minta kevesebb mint 20 g-ot, ennek csak körülbelül a felét. Itt azonban figyelembe kell venni, hogy a töltőanyaggal ellátott minta is csak fele PE-t tartalmaz.
A kúpkaloriméterben végzett mérés lehetővé teszi az anyagra gyakorolt ellenőrzött tűzhatás hatásának tanulmányozását; ebben az esetben egy műanyagra égésgátlóval és anélkül. Ebben a példában csak a legfontosabb tulajdonságokat ábrázoljuk: a transzmissziót (füstképződés), a hőfelszabadulást és a tömegveszteséget. Ugyanebben a vizsgálatban azonban további elemzésekre is lehetőség van:
- A gyulladás ideje
- Tömegveszteség (MLR)
- Hőfelszabadulási sebesség (ARHE, MARHE)
- Effektív égéshő (EHC)
- Teljes hőfelszabadulás (THR)
- Teljes füstfelszabadulás (TSP)
- Füsttermelés (SPR)
- Égéstermékek
Következtetések
Ez a tanulmány megerősíti a füst elnyomásának mechanizmusát és a töltőanyag alumínium-trihidroxid gátlórétegének kialakulását tűz esetén. A teljesítményt a transzmissziós tulajdonság, a hőfelszabadulás és a tömegveszteség tekintetében összehasonlítottuk egy égésgátló nélküli PE-mintával. Látható, hogy a PE-be keverve az FR hatékonyan működik.