Pendahuluan
Bahan plastik pada umumnya adalah isolator yang sangat baik. Karena kekuatan mekaniknya yang tinggi dan bobotnya yang rendah, bahan ini sangat cocok untuk pasar listrik dan elektronik (E&E) serta industri transportasi dan peralatan. Salah satu bahan plastik yang umum digunakan untuk aplikasi semacam itu adalah dari keluarga poliamida: PA6, yang memiliki kualitas permukaan yang baik, kemampuan proses dan harga yang sedikit lebih rendah daripada PA lainnya, sangat cocok. Dalam banyak aplikasi ini, bahan plastik diperkuat dengan serat kaca pendek untuk lebih meningkatkan performa mekanis.
Namun, bahan-bahan ini dapat terbakar jika cukup dekat dengan sumber penyalaan seperti percikan listrik. Salah satu langkah umum untuk memastikan keamanan kebakaran adalah penambahan penghambat api (FR). Jenis dan jumlah penghambat api yang digunakan tergantung pada aplikasi dan persyaratan terkait yang ditetapkan oleh berbagai standar mudah terbakar.
Secara umum, jumlah penghambat api yang rendah diinginkan, agar memiliki efek paling kecil pada sifat plastik dan perilaku pemrosesan. Seperti halnya aditif lainnya, penghambat api meningkatkan viskositas lelehan polimer, yang sangat penting dalam industri elektronik di mana miniaturisasi dan dengan demikian dinding yang sangat tipis adalah standar. Berbagai penghambat api tersedia untuk PA6.
Kebakaran yang dipicu oleh percikan listrik tunggal akan menghasilkan asap sejak awal. Itulah sebabnya sebagian besar korban kebakaran terbunuh oleh asap beracun. Selain itu, asap dapat menjadi cukup pekat sehingga menyulitkan orientasi visual atau bahkan menghalangi pelarian orang yang terjebak. Zat korosif dalam asap juga dapat merusak peralatan yang tidak terpengaruh oleh kebakaran. Toksisitas dan korosifitas yang sering diamati berasal dari polimer terhalogenasi atau penghambat api. Oleh karena itu, penghambat api non-halogenasi khusus dan penghambat api berbasis grafit digunakan untuk menghindari masalah ini.
Kondisi Pengukuran
Untuk menyoroti efek penghambat api non-halogenasi yang berbeda pada perilaku kebakaran PA6, sampel dari senyawa yang berbeda dicetak dengan injeksi ke dalam pelat 100 x 100 x 4 mm3 dan diuji dalam TCC 918 (gambar 1). Instrumen ini memungkinkan penentuan pelepasan panas, kehilangan massa dan KepadatanDensitas massa didefinisikan sebagai rasio antara massa dan volume. kepadatan serta komposisi gas asap. Sampel diposisikan pada tempat sampel horizontal yang ditempatkan di sel beban. Sel beban memonitor massa sampel selama pengukuran. Pemanas listrik berbentuk kerucut menyinari spesimen secara seragam dari atas. Penyala percikan terletak di antara permukaan spesimen dan pemanas kerucut. Ini menyalakan gas yang mudah terbakar yang keluar dari spesimen saat dipanaskan. Gas pembakaran yang dihasilkan melewati kerucut pemanas dan dikumpulkan oleh sistem saluran pembuangan dengan kipas sentrifugal dan kap mesin. Pada bagian pengukuran saluran pembuangan, aliran massa dan suhu gas asap dapat diukur, serta konsentrasiO2,CO2, dan CO dan transmisi sinar laser melalui gas asap.
Sebelum memulai pengujian, sistem analisis gas (Siemens Oxymat/Ultramat) dikalibrasi dengan gas kalibrasi dan faktor-C diperiksa dengan menggunakan pembakar metana dengan pelepasan panas yang ditentukan. Penganalisis gas yang digunakan dilengkapi dengan opsiO2 danCO2. Setelah memanaskan pemanas kerucut, penutup ditutup, dan tempat sampel yang telah disiapkan diposisikan di atas pelat tanah. Kemudian, sistem secara otomatis membuka rana untuk memulai pengukuran. Gas yang diuapkan dinyalakan oleh sistem penyalaan otomatis. Kondisi pengukuran dirangkum dalam tabel 1.
Gambar 2 menunjukkan hasil pengukuran pada PA 6 yang rapi dan visualisasi dalam perangkat lunak TCC. Kolom kiri menunjukkan data input pengukuran; di tengah, tabel dengan nilai yang diukur dari 751 hingga 756 detik dapat dilihat bersama dengan dua contoh grafik dari data yang diukur; dan, kolom kanan menyajikan ikhtisar nilai analisis yang dipilih untuk pengukuran khusus ini.
Tabel 1: Kondisi pengukuran
| Tempat sampel | Horisontal | |
| Fluks panas | 50 kW/m² | |
| Laju aliran saluran nominal | 24.0 l / s | |
Gambar 3 memungkinkan untuk melihat lebih dekat hasilnya. Gambar 3a menunjukkan kehilangan massa, b) menunjukkan laju pelepasan panas dan c) menunjukkan transmisi sebagai fungsi waktu untuk tiga sampel yang berbeda. Dapat dilihat bahwa sampel PA6 dengan 20 wt% penghambat api berbasis grafit (kurva merah) menunjukkan kehilangan massa, pelepasan panas, dan pelepasan asap terendah (pengurangan transmisi terendah) dari semua sampel. Sebagai perbandingan, sampel dengan 20 wt% penghambat api non-halogenasi (kurva hijau) berperilaku sangat mirip dengan bahan PA6 yang rapi (kurva biru). Sehubungan dengan pelepasan panas, ini menunjukkan nilai yang sedikit lebih rendah dan juga pelepasan panas berakhir lebih awal. Namun demikian, sehubungan dengan transmisi, emisi asapnya jauh lebih tinggi daripada PA6 yang rapi.
Ringkasan
Investigasi ini menunjukkan bahwa dalam kasus PA6 khusus ini serta pembebanan FR yang diselidiki, penghambat api berbasis grafit berkinerja jauh lebih baik dan secara signifikan mengurangi efek merugikan yang dapat ditimbulkan oleh api terhadap sekelilingnya. Dalam kasus FR non-halogenasi, pembebanan tambahan perlu dipelajari untuk mengidentifikasi komposisi dengan kinerja yang lebih baik.