Introducere
Cel mai utilizat și economic agent de ignifugare FR) pentru polimeri este trihidroxidul de aluminiu (Al(OH)3 sau, prescurtat, ATH). Acesta este utilizat în materiale plastice, cum ar fi poliolefinele pentru învelișul cablurilor, dar și în acrilice, rășini termorezistente și pardoseli din PVC, pentru a numi alte câteva aplicații. Este ecologic deoarece nu conține halogeni și este foarte eficient ca inhibitor de fum.
Retardarea la flacără* se datorează răcirii și formării unui strat de barieră, precum și diluării. Capacitatea de răcire provine din capacitatea sa de a elibera apă la încălzire. Eliberarea maximă are loc la aproximativ 300°C.
Reacția de bază este EndotermiceO tranziție de probă sau o reacție este endotermă dacă este nevoie de căldură pentru conversie.endotermică, ceea ce înseamnă că apa consumă o parte din căldura eliberată pentru evaporare.
Funcționalitatea de barieră este un rezultat al descompunerii trihidroxidului de aluminiu. Stratul descompus încetinește fluxul de oxigen către flacără și, prin urmare, formarea de gaze. Large Trebuie utilizate cantități (40-60 % în greutate) de umplutură pentru a obține proprietăți de întârziere a flăcării (factor de diluție). La fel ca în cazul majorității substanțelor ignifuge (FR), adaosul de umplutură afectează și proprietățile mecanice și reologice ale materialelor plastice. Deoarece cantitățile de umplutură trebuie să fie mari pentru funcționalitatea lor, trebuie adăugați alți aditivi pentru a contracara efectul acestora. Proprietățile mecanice sunt îmbunătățite prin morfologia și acoperirea de suprafață a Al(OH)3 pentru a crește aderența interfacială. Acoperirile diferă în funcție de polimerul de bază care urmează să fie utilizat. Vâscozitatea crescută în timpul prelucrării este contracarată de aditivii care sporesc curgerea.
Condiții de măsurare
În acest studiu, efectul trihidroxidului de aluminiu (ATH) asupra comportamentului la foc al polietilenei (PE) a fost investigat în TCC 918 (figura 1). Instrumentul permite determinarea degajării de căldură, a pierderii de masă și a densității și compoziției gazului de fum. În acest scop, eșantioane de PE pur, precum și PE cu 50 % în greutate Al(OH)3 au fost turnate prin injecție în plăci de 100 x 100 x 4 mm3.
Înainte de începerea testelor, sistemul de analiză a gazelor (Siemens Oxymat/Ultramat) a fost calibrat cu gaze de calibrare, iar factorul C a fost verificat prin utilizarea arzătorului de metan cu o eliberare de căldură definită. Analizorul de gaze utilizat a fost echipat cuO2 și o opțiuneCO2. După încălzirea încălzitorului conic, obturatorul a fost închis și suportul orizontal pentru probe cu proba a fost montat pe placa de bază. Apoi, sistemul a scos automat obturatorul pentru începerea măsurătorilor. Gazele evaporate au fost aprinse de sistemul automat de aprindere. Condițiile de măsurare sunt rezumate în tabelul 1.
Tabelul 1: Condiții de măsurare
| Suport pentru probe | Orizontal |
| Densitatea fluxului de căldură | 50 kW/m² |
| Debit dut nominal | 24.0 l/s |
Degajarea de căldură este în bună concordanță cu măsurarea transmisiei; a se vedea figura 3. Cantitatea totală de căldură eliberată este mai mică în eșantionul cu FR. Cu toate acestea, funcția de barieră este din nou observabilă printr-o scădere constantă a căldurii eliberate.
Pierderea de masă care însoțește formarea cărbunelui este prezentată în figura 4. Pierderea de masă are loc într-un ritm mai lent și la un nivel mai scăzut. În timp ce proba de PE curat pierde aproape 35 g din greutate până la sfârșitul testului, proba cu agent ignifug utilizează mai puțin de 20 g; doar aproximativ jumătate din aceasta. Cu toate acestea, trebuie luat în considerare aici faptul că eșantionul cu material de umplutură conține, de asemenea, doar jumătate din PE.
Măsurarea în calorimetrul conic permite studierea efectului unei expuneri controlate la foc asupra unui material; în acest caz, asupra unui plastic cu și fără retardant de flacără. În acest exemplu, sunt descrise doar cele mai importante proprietăți: transmiterea (producerea de fum), degajarea de căldură și pierderea de masă. Cu toate acestea, este posibil ca în cadrul aceluiași test să se efectueze analize suplimentare:
- Timpul de aprindere
- Rata pierderii de masă (MLR)
- Rata de eliberare a căldurii (ARHE, MARHE)
- Căldura efectivă de ardere (EHC)
- Degajarea totală de căldură (THR)
- Degajarea totală de fum (TSP)
- Producția de fum (SPR)
- Produse de combustie
Concluzii
Acest studiu confirmă mecanismele de suprimare a fumului și de formare a unui strat de barieră de trihidroxid de aluminiu de umplutură în timpul unui incendiu. Performanța în ceea ce privește proprietatea de transmisie, degajarea de căldură și pierderea de masă a fost comparată cu o mostră de PE fără retardant de flacără. Se poate observa că FR funcționează eficient atunci când este amestecat în PE.