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.
Plastmaterial är i allmänhet utmärkta isolatorer. I kombination med deras höga mekaniska hållfasthet och låga vikt är de särskilt lämpliga för el- och elektronikmarknaden (E&E) samt för transport- och vitvaruindustrin. Ett vanligt förekommande plastmaterial för dessa tillämpningar är polyamidfamiljen.
Dessa material kan dock fatta eld när de kommer tillräckligt nära en antändningskälla som t.ex. en elektrisk gnista. En åtgärd för att säkerställa brandsäkerheten är att tillsätta flamskyddsmedel (FR).
I allmänhet är en låg mängd flamskyddsmedel önskvärd för att ha minsta möjliga effekt på plastens egenskaper och bearbetningsbeteende. Som alla tillsatser ökar flamskyddsmedel viskositeten i polymersmältor, vilket är särskilt viktigt inom elektronikindustrin där miniatyrisering och därmed mycket tunna väggar är standard.
Även om en brand startas av endast en elektrisk gnista utvecklas rök. Den giftiga och frätande röken som ofta observeras kommer från halogenerade polymerer eller flamskyddsmedel. Av den anledningen används speciella icke-halogenerade flamskyddsmedel och grafitbaserade flamskyddsmedel för att eliminera dessa problem.
TCC 918 Cone Calorimeter räddar liv!
Regler för brandprovning är avgörande för att hålla brandfarlighet och brandspridning på en hanterbar nivå. I "Reaction to Fire Test" i enlighet med International Standard ISO 5660-1 och ASTM E1354 används en Cone Calorimeter för att bedöma värmeavgivningen och den dynamiska rökutvecklingen hos ett materialprov. Cone Calorimeter är också viktigt för att bestämma brandsäkerheten hos nyutvecklade material.
Läs mer om Cone Calorimeter här och se en live-demonstration!
Hur olika flamskyddsmedel påverkar brandbeteendet
För att studera effekten av olika icke-halogenerade flamskyddsmedel på brandbeteendet hos PA 6 formsprutades prover av de olika föreningarna till 100 x 100 x 4 mm3 plattor och testades i TCC 918.
För ren PA 6, PA 6 med grafitbaserat flamskyddsmedel och PA 6 med icke-halogenerat flamskyddsmedel undersöktes massförlust, värmeavgivning och transmission som en funktion av tiden (figur 2).
Det framgår att PA6-provet med 20 vikt% grafitbaserat flamskyddsmedel (röd kurva) uppvisar lägst massförlust, värmeavgivning och rökavgivning (lägst minskning av transmissionen) av alla prover. I jämförelse beter sig provet med 20 vikt% icke-halogenerat flamskyddsmedel (grön kurva) mycket likt det rena PA 6-materialet (blå kurva). När det gäller värmeavgivningen uppvisar det något lägre värden och värmeavgivningen upphör tidigare. När det gäller transmission är dock rökutvecklingen mycket högre än för det rena PA 6-materialet.
Detta visar att det grafitbaserade flamskyddsmedlet fungerar mycket bättre för just denna PA6 och för de undersökta FR-belastningarna och att det avsevärt minskar de skadliga effekter som en brand kan ha på omgivningen.
Mer information om provberedningen och testuppställningen kommer att finnas tillgänglig i en ny applikationsnot snart! Håll dig informerad och prenumerera på vårt nyhetsbrev!