07.06.2021 by Dr. Natalie Rudolph, Milena Riedl

Jak uniknąć pożaru i toksycznego dymu w podzespołach elektronicznych?

Ogólnie rzecz biorąc, tworzywa sztuczne są doskonałymi izolatorami. Jednym ze środków zapewniających bezpieczeństwo przeciwpożarowe jest dodanie środków zmniejszających palność (FR). Dowiedz się więcej o wpływie różnych środków zmniejszających palność na zachowanie podczas pożaru.

Tworzywa sztuczne są doskonałymi izolatorami. W połączeniu z ich wysoką wytrzymałością mechaniczną i niską wagą, są one szczególnie odpowiednie dla rynku elektrycznego i elektronicznego (E&E), a także dla przemysłu transportowego i AGD. Jednym z powszechnie stosowanych tworzyw sztucznych jest poliamid.

Materiały te mogą jednak zapalić się, gdy znajdą się wystarczająco blisko źródła zapłonu, takiego jak iskra elektryczna. Jednym ze środków zapewniających bezpieczeństwo przeciwpożarowe jest dodanie środków zmniejszających palność (FR).

Ogólnie rzecz biorąc, pożądana jest niewielka ilość środka zmniejszającego palność, aby mieć jak najmniejszy wpływ na właściwości tworzywa sztucznego i zachowanie podczas przetwarzania. Jak każdy dodatek, środki zmniejszające palność zwiększają lepkość stopionych polimerów, co jest szczególnie istotne w przemyśle elektronicznym, gdzie miniaturyzacja, a tym samym bardzo cienkie ścianki są standardem.

Zainicjowany tylko jedną iskrą elektryczną, nawet początkowy ogień wytwarza dym. Często obserwowana toksyczność i korozyjność dymu pochodzi z halogenowanych polimerów lub środków zmniejszających palność. Z tego powodu stosuje się specjalne niehalogenowe środki zmniejszające palność i środki zmniejszające palność na bazie grafitu, aby wyeliminować te problemy.

Rysunek 1: Kalorymetr stożkowy TCC 918

Kalorymetr stożkowy TCC 918 ratuje życie!

Przepisy dotyczące testów ogniowych mają kluczowe znaczenie dla utrzymania palności i rozprzestrzeniania się ognia na rozsądnym poziomie. "Test reakcji na ogień" zgodnie z międzynarodową normą ISO 5660-1 i ASTM E1354 wykorzystuje kalorymetr stożkowy do oceny szybkości wydzielania ciepła i dynamicznego wytwarzania dymu przez próbkę materiału. Kalorymetr stożkowy jest również niezbędny do określenia bezpieczeństwa pożarowego nowo opracowanych materiałów.

Dowiedz się więcej o kalorymetrze stożkowym tutaj i obejrzyj demonstrację na żywo!

Jak różne środki zmniejszające palność wpływają na zachowanie ognia

Aby zbadać wpływ różnych niehalogenowych środków zmniejszających palność na zachowanie PA 6 podczas pożaru, próbki różnych związków zostały uformowane wtryskowo w płyty o wymiarach 100 x 100 x 4 mm3 i przetestowane w TCC 918.

Dla czystego PA 6, PA 6 ze środkiem zmniejszającym palność na bazie grafitu i PA 6 z niehalogenowym środkiem zmniejszającym palność zbadano utratę masy, szybkość uwalniania ciepła i transmisję w funkcji czasu (rysunek 2).

Rysunek 2: a) Utrata masy, b) szybkość uwalniania ciepła i c) transmisja czystego PA 6 (niebieski), PA 6 z grafitowym środkiem zmniejszającym palność (czerwony) i PA 6 z bezhalogenowym środkiem zmniejszającym palność (zielony) (Źródło: BPI)
Rysunek 2: a) Utrata masy, b) szybkość uwalniania ciepła i c) transmisja czystego PA 6 (niebieski), PA 6 z grafitowym środkiem zmniejszającym palność (czerwony) i PA 6 z bezhalogenowym środkiem zmniejszającym palność (zielony) (Źródło: BPI)
Rysunek 2: a) Utrata masy, b) szybkość uwalniania ciepła i c) transmisja czystego PA 6 (niebieski), PA 6 z grafitowym środkiem zmniejszającym palność (czerwony) i PA 6 z bezhalogenowym środkiem zmniejszającym palność (zielony) (Źródło: BPI)

Można zauważyć, że próbka PA6 z 20-procentowym środkiem zmniejszającym palność na bazie grafitu (czerwona krzywa) wykazuje najniższą utratę masy, wydzielanie ciepła i wydzielanie dymu (najniższy spadek transmisji) ze wszystkich próbek. Dla porównania, próbka z 20-procentowym niehalogenowym środkiem zmniejszającym palność (zielona krzywa) zachowuje się bardzo podobnie do czystego materiału PA 6 (niebieska krzywa). W przypadku wydzielania ciepła wykazuje nieco niższe wartości, a wydzielanie ciepła kończy się wcześniej. Jednak w przypadku transmisji emisja dymu jest znacznie wyższa niż w przypadku czystego PA 6.

Pokazuje to, że w przypadku tego konkretnego PA6, jak również badanych obciążeń FR, środek zmniejszający palność na bazie grafitu działa znacznie lepiej i znacznie zmniejsza szkodliwy wpływ ognia na otoczenie.

Więcej informacji na temat przygotowania próbki i konfiguracji testu będzie dostępnych w nowej nocie aplikacyjnej już wkrótce! Bądź na bieżąco i zapisz się do naszego newslettera!