Giriş
Plastik malzemeler genel olarak mükemmel yalıtkanlardır. Yüksek mekanik mukavemetleri ve düşük ağırlıkları nedeniyle, özellikle elektrik ve elektronik (E&E) pazarının yanı sıra ulaşım ve cihaz endüstrileri için uygundurlar. Bu tür uygulamalar için yaygın olarak kullanılan plastik malzemelerden biri poliamid ailesindendir: İyi yüzey kalitesine, işlenebilirliğe ve diğer PA'lara göre biraz daha düşük fiyatlara sahip olan PA6 özellikle uygundur. Bu uygulamaların çoğunda, mekanik performansı daha da artırmak için plastik malzeme kısa cam elyaflarla takviye edilir.
Ancak bu malzemeler elektrik kıvılcımı gibi bir ateşleme kaynağına yeterince yakın olduğunda alev alabilir. Yangın güvenliğini sağlamaya yönelik yaygın önlemlerden biri alev geciktiricilerin (FR) eklenmesidir. Kullanılan alev geciktiricinin türü ve miktarı uygulamaya ve çeşitli yanıcılık standartları tarafından belirlenen ilgili gerekliliklere bağlıdır.
Genel olarak, plastiğin özellikleri ve işleme davranışı üzerinde en az etkiye sahip olmak için düşük miktarda alev geciktirici istenir. Her katkı maddesi gibi alev geciktiriciler de polimer eriyiklerinin viskozitesini artırır, bu da özellikle minyatürleştirmenin ve dolayısıyla çok ince duvarların standart olduğu elektronik endüstrisinde kritik öneme sahiptir. PA6 için çeşitli alev geciktiriciler mevcuttur.
Tek bir elektrik kıvılcımıyla bile başlayan yangınlar en başından itibaren duman çıkarır. Bu yüzden yangın kurbanlarının çoğu zehirli dumandan ölür. Ayrıca duman, görsel yönlendirmeyi zorlaştıracak ve hatta mahsur kalan bir kişinin kaçışını engelleyecek kadar yoğunlaşabilir. Duman içindeki aşındırıcı maddeler, yangından etkilenmeyen ekipmanlara da zarar verebilir. Genellikle gözlenen toksisite ve aşındırıcılık halojenli polimerlerden veya alev geciktiricilerden kaynaklanır. Bu nedenle, bu sorunlardan kaçınmak için halojenli olmayan özel alev geciktiriciler ve grafit bazlı alev geciktiriciler kullanılır.
Ölçüm Koşulları
Farklı halojen olmayan alev geciktiricilerin PA6'nın yangın davranışı üzerindeki etkisini vurgulamak için, farklı bileşiklerin örnekleri 100 x 100 x 4 mm3 plakalar halinde enjeksiyonla kalıplanmış ve TCC 918'de test edilmiştir (Şekil 1). Bu cihaz ısı salınımı, kütle kaybı ve duman gazının yoğunluğu ve bileşiminin belirlenmesini sağlamaktadır. Numuneler, yük hücresine yerleştirilen yatay bir numune tutucu üzerine yerleştirilmiştir. Yük hücresi ölçüm sırasında numune kütlesini izler. Konik bir radyant elektrikli ısıtıcı, numuneyi üstten eşit şekilde ışınlar. Numunenin yüzeyi ile konik ısıtıcı arasında bir kıvılcım ateşleyici bulunur. Bu, numune ısıtıldığında ortaya çıkan yanıcı gazları tutuşturur. Üretilen yanma gazları ısıtma konisinden geçer ve bir santrifüj fan ve davlumbaz ile bir egzoz kanalı sistemi tarafından toplanır. Egzoz kanalının ölçüm bölümünde, duman gazının kütle akışı ve sıcaklığının yanı sıraO2,CO2 ve CO konsantrasyonları ve duman gazı boyunca lazer ışığı iletimi ölçülebilir.
Testlere başlamadan önce, gaz analiz sistemi (Siemens Oxymat/Ultramat) calibrated ile calibration gazları ve C-faktörü tanımlanmış bir ısı salınımı ile metan brülörü kullanılarak kontrol edilmiştir. Kullanılan gaz analizörüO2 veCO2 seçeneği ile donatılmıştır. Konik ısıtıcı ısıtıldıktan sonra kapak kapatıldı ve hazırlanan numune tutucu zemin plakası üzerine yerleştirildi. Ardından, sistem ölçümün başlaması için otomatik olarak deklanşörü kaldırdı. Buharlaşan gazlar otomatik ateşleme sistemi tarafından ateşlenmiştir. Ölçüm koşulları tablo 1'de özetlenmiştir.
Şekil 2, temiz PA 6 üzerindeki ölçüm sonuçlarını ve TCC yazılımındaki görselleştirmeyi göstermektedir. Sol sütun ölçüm giriş verilerini göstermektedir; ortada, 751 ila 756 s arasında ölçülen değerleri içeren bir tablo, ölçülen verilerin iki örnek grafiği ile birlikte görülebilir; ve sağ sütun, bu özel ölçüm için selected analiz değerlerine genel bir bakış sunmaktadır.
Tablo 1: Ölçüm koşulları
| Örnek tutucu | Yatay | |
| Isı akısı | 50 kW/m² | |
| Nominal kanal akış hızı | 24.0 l/s | |
Şekil 3 sonuçlara daha yakından bakılmasını sağlamaktadır. Şekil 3a kütle kaybını, b) ısı salınım oranını ve c) üç farklı numune için zamanın bir fonksiyonu olarak iletimi göstermektedir. Ağırlıkça %20 grafit bazlı alev geciktiricili PA6 numunesinin (kırmızı eğri) tüm numuneler arasında en düşük kütle kaybını, ısı salınımını ve duman salınımını (iletimde en düşük azalma) gösterdiği görülebilir. Buna karşılık, ağırlıkça %20 halojen içermeyen alev geciktiricili numune (yeşil eğri), saf PA6 malzemesine (mavi eğri) çok benzer şekilde davranmaktadır. Isı salınımı ile ilgili olarak, biraz daha düşük değerler gösterir ve ayrıca ısı salınımı daha erken sona erer. Bununla birlikte, iletimle ilgili olarak, duman emisyonu saf PA6'dan çok daha yüksektir.
Özet
Bu incelemeler, bu özel PA6 ve incelenen FR yüklemeleri durumunda, grafit bazlı alev geciktiricinin çok daha iyi performans gösterdiğini ve bir yangının çevresi üzerinde yaratabileceği zararlı etkileri önemli ölçüde azalttığını göstermektedir. Halojenlenmemiş FR durumunda, daha iyi performansa sahip bir bileşimin belirlenmesi için ilave yüklemelerin incelenmesi gerekecektir.