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.
Kunststof materialen zijn over het algemeen uitstekende isolatoren. In combinatie met hun hoge mechanische sterkte en lage gewicht zijn ze bijzonder geschikt voor de elektrische en elektronische (E&E) markt en de transport- en apparatenindustrie. Een veelgebruikt kunststofmateriaal voor deze toepassing komt uit de polyamidefamilie.
Deze materialen kunnen echter vlam vatten als ze dicht genoeg bij een ontstekingsbron zoals een elektrische vonk komen. Een maatregel om de brandveiligheid te garanderen is de toevoeging van vlamvertragers (FR).
Over het algemeen is een lage hoeveelheid vlamvertrager gewenst om het minste effect te hebben op de eigenschappen en het verwerkingsgedrag van de kunststof. Zoals elk additief verhogen vlamvertragers de viscositeit van polymeermelt, wat vooral van kritiek belang is in de elektronica-industrie waar miniaturisatie en dus zeer dunne wanden standaard zijn.
Zelfs een beginnende brand, die wordt geïnitieerd door slechts één elektrische vonk, ontwikkelt rook. De giftigheid en corrosiviteit van rook die vaak wordt waargenomen, is afkomstig van gehalogeneerde polymeren of vlamvertragers. Daarom worden speciale niet-gehalogeneerde vlamvertragers en op grafiet gebaseerde vlamvertragers gebruikt om deze problemen te elimineren.
De TCC 918 kegelcalorimeter redt levens!
Voorschriften voor brandtesten zijn cruciaal om de brandbaarheid en de verspreiding van vuur op een beheersbaar niveau te houden. De "Brandreactietest" volgens de internationale norm ISO 5660-1 en ASTM E1354 maakt gebruik van een kegelcalorimeter om de warmteafgiftesnelheid en dynamische rookproductie van een materiaalmonster te beoordelen. De Cone Calorimeter is ook essentieel bij het bepalen van de brandveiligheid van nieuw ontwikkelde materialen.
Lees hier meer over de Cone Calorimeter en bekijk een live demonstratie!
Hoe verschillende vlamvertragers het brandgedrag beïnvloeden
Om het effect van verschillende niet-gehalogeneerde vlamvertragers op het brandgedrag van PA 6 te bestuderen, werden monsters van de verschillende verbindingen spuitgegoten tot platen van 100 x 100 x 4 mm3 en getest op TCC 918.
Voor zuiver PA 6, PA 6 met vlamvertrager op basis van grafiet en PA 6 met niet-gehalogeneerde vlamvertrager werden het massaverlies, de warmteafgiftesnelheid en de transmissie als functie van de tijd onderzocht (figuur 2).
Het is te zien dat het PA6-monster met 20 wt% grafietgebaseerde vlamvertrager (rode curve) het laagste massaverlies, de laagste warmteafgifte en de laagste rookafgifte (laagste vermindering in transmissie) van alle monsters laat zien. Ter vergelijking: het monster met 20 wt% niet-gehalogeneerde vlamvertrager (groene curve) gedraagt zich vergelijkbaar met het zuivere PA6-materiaal (blauwe curve). In het geval van warmteafgifte toont het iets lagere waarden en de warmteafgifte eindigt eerder. In het geval van transmissie is de rookemissie echter veel hoger dan bij het zuivere PA 6. Dit toont aan dat in het geval van dit materiaal de rookemissie veel hoger is dan bij het zuivere PA 6.
Dit toont aan dat in het geval van dit specifieke PA6 en de onderzochte FR-belastingen, de grafietgebaseerde vlamvertrager veel beter presteert en de schadelijke effecten die een brand kan hebben op de omgeving aanzienlijk vermindert.
Meer over de monstervoorbereiding en testopstelling is binnenkort beschikbaar in een nieuwe toepassingsnotitie! Blijf op de hoogte en schrijf u in voor onze nieuwsbrief!