آزمایش آتش سوزی مقاوم در برابر شعله کارآمد و عملی

از آنجا که اکثر پلیمرها می تواند استانداردهای ایمنی آتش در محل برآورده نمی کنند، وجود دارد در حال حاضر توسعه یافته پلاستیکی مقاوم در برابر شعله، آن را می توان به حمل و نقل تمام زمینه صنعت برق / الکترونیک، صنعت ساخت و ساز، محصولات مصرفی و خودرو، وسایل نقلیه راه آهن و تولید هواپیما آن است که در بر داشت زیر تایید شد روشهای مورد استفاده برای آزمایش پلیمریهای بازدارنده شعله: آزمون اتمسفری UL94 V (آزمایش عمودی)؛ کولورمتری کوپن؛ کولوریمتریوم بخار مایکروویو (MCC)؛ تجزیه و تحلیل ترموگرافی و ترموگرافیمتری.

بر اساس آزمون اشتعال UL 94 V

صنایع شیمیایی و کامپوزیت تولید کننده در توسعه پلاستیک مقاوم در برابر آتش، شرکت Underwriters Laboratories Inc. (UL) از استاندارد UL94 اغلب به عنوان یک مرجع و یا به عنوان یک راهنما برای انجام یک آزمون رشد استانداردهای خود با UL94 V استفاده می شود. UL در ابتدا تست شعله برای تصویب به ورود به ایالات متحده پلاستیکی زمینه / الکترونیک. با این حال، با توسعه جهانی شدن، این آزمون را تبدیل به یک سطح استاندارد اثبات شناخته شده بین المللی اشتعال پذیری پلیمر در تمام برنامه های کاربردی.

این تست نوار تست (X ضخامت 125mm در X 12.5mm) و 20mm طولانی، 50 وات شعله متان است. در آزمون سوختگی عمودی (آزمون V)، شعله نمونه آزمون احتراق دو بار به مدت 10 ثانیه در هر زمان شعله احتراق سپس با استفاده از پنبه، زمان سوزاندن و دمیدن ذوب ارزیابی می شود. شکل 1 استاندارد برای پیش پردازش نمونه، روش آزمون و درجه اشتعال پذیری مواد پلاستیکی را نشان می دهد.

بسته به ضخامت آن، مواد V-0، V-1 یا V-2 رتبه بندی شدند:

◆ UL94 V-0: خود را خاموش در عرض 10 ثانیه، هیچ قطره ذوب، بیش از 30 ثانیه باقی مانده شعله.

◆ UL94 V-1: 30 ثانیه خودکفایی، بدون قطره ذوب، بیش از 60 ثانیه باقی مانده است شعله.

◆ UL94 V-2: خود خاموش در ظرف 30 ثانیه، قطره ذوب.

UL 5V، 5VA و نمایندگان 5VB دقیق تر امتیاز آتش پلاستیک، 125mm در طولانی، 500 وات متان شعله نوار عمودی گرا آزمون (ضخامت 125mm در X 12.5mm x) از احتراق (جرقه مورد نیاز است 5VA 5VB و صفحات افقی). فقط V . -2 و یا مراحل اضافی قبل از پلاستیک با توجه به استاندارد UL 5V ارزیابی در ضخامت دیوار بزرگتر از مواد می رسد این سطح استاندارد:

◆ 5V: شعله پنج بار به مدت 5 ثانیه و 5 ثانیه بعد از احتراق پنج بار، به حالت تعلیق در عرض 60 ثانیه پس از شعله و یا احتراق نشان داده شود؛ مذاب رایگان، قطره، متشکل از آتش پنبه.

◆ 5VA، 5VB: 5V علاوه بر الزامات شعله زیر 5VA صفحه افقی: هیئت مدیره اجازه نمی دهد که نقطه سوزش (سوراخ)؛ 5VB :. پس از اجازه دادن به شعله قابل مشاهده سوختگی از طریق نقطه (خوب).

بر خلاف سایر آزمون های آتش، مزیت بی نظیر آزمون UL94-V این است که نمرات پلاستیکی بر اساس ضخامت دیواره است. نتایج آزمایش های اشتعال پذیری در نمونه های PC + ABS مقاوم در برابر شعله و غیر شعله با ضخامت دیواره های مختلف همانطور که در جدول 1 نشان داده شده است.

معکوس این است که دستگاه تست UL94-V، که تنها شواهد تجربی و علمی را ارزیابی می کند، دارای مزایای منحصر به فرد در تایید است و بنابراین برای استفاده در طیف وسیعی از برنامه های کاربردی مناسب است.

UL آتش امتیاز بزرگترین مشکل این است که آن را به طور عمده آزمون قالب ریزی و سازه (نمونه)، بر اساس مواد پلاستیکی آزمون موجود باشند. بنابراین، نتایج آزمون بستگی دارد تا حد زیادی بر شرایط فرایند (تغییرات تا دو امتیاز آتش) ، ارزیابی ذهنی بین طراحی قالب (انحراف تا امتیاز آتش)، موقعیت نسبی از دروازه و حفره، آزمایشگاه و یا آزمایشگاه های سراسر جهان و همچنین تست داخلی و ارزیابی (یک بار نمونه آزمون تجزیه و تحلیل آماری شکست خورده است خیلی شده نظر گرفته شده است شکست خورده).

بر این اساس، از نمونه است که همیشه تحت شرایط مشابه تولید نیست، تولیدات قطعات برای آزمون، نتایج ممکن است. راه منطقی برای جلوگیری از این متفاوت است به عنوان سمبل شرایط پردازش آزمون امتیاز آتش.

آزمایش کولریمر مخروطی

روش برای انجام آزمایش آتش با استفاده از یک کولوریمر مخروطی در قوانین استاندارد شرح داده شده است.

سیم پیچ حرارت مخروطی تحت شرایط 0-100kW / m2 و یکنواخت سطح تابش از حجم نمونه 100mmx100mm XD (د ضخامت ترجیحی = ورق 3mm) و احتراق در جهت ضخامت (شکل 2) از حرارت تابش حرارتی متغیر انتشار توسط روش مصرف اکسیژن تعیین می کند، اصل این است که گرما از اکسیژن آزاد به ازای هر کیلوگرم 13.1 MJ بود.

در طی آزمایش، مقدار گرما آزاد شده در واحد مساحت و زمان مربوط به زمان سوخت گیری گزارش شد. نتایج آزمایشات حاصل از کالوریمتر مخروط دارای مشخصات پارامتر زیر بود: زمان احتراق (TI)، نرخ آزادسازی حرارت (HRR) حداکثر سرعت آزادسازی حرارت (PHR)؛ مجموع حرارت آزاد (THR)؛ حجم کل CO و CO2؛ غلظت دود.

مقدار خاصی از نمونه های PC + ABS غیرمعمول بازدارنده شعله و غیر قابل انفجار که با یک کولوریمتر مخروطی اندازه گیری شده اند در شکل 3 نشان داده شده است. دیده می شود که زمان احتراق انفجار شعله PC + ABS حدود 75٪ طولانی تر است، حداکثر انتشار حرارت تنها حدود 50 درصد از نمونه غیر قابل انفجار است، به همین دلیل نمونه ی عقب انداز شعله به رتبه ی UL94 V-0 می رسد و رزین PC + ABS آن نیست.

طیف گسترده ای از خواص که پلاستیک ها برای واکنش های آتش نشانی نیاز به زمان بیشتر، هزینه و تلاش تست دارند نسبت به آزمایش UL94 V، که توسط روش تولید نمونه مورد استفاده برای آزمایش مواد نازک دیواره (d <1mm)时不够精准。

کالری سنجی مایع احتراق (MCC)

. مزیت کالریمتری احتراق میکرو که در آن می توان با پردازش آن را چک گلوله و اجزای سازنده نمونه قبل از پردازش تحت تاثیر قرار، و پردازش برای پی بردن به تاثیر ناشی از یک قسمت پلاستیکی کوچک (2-3mg) در یک گاز بی اثر (به عنوان مثال .: قبل از نیتروژن) با یک سیم پیچ حرارت اطراف اتاق گرم می شود (شکل 4). پس از وقفه گرمایش و نیتروژن عرضه، جرقه زن خارجی به آتش گاز قابل احتراق و آزاد اکسیژن است. مصرف اکسیژن توسط فرآیند حرارت آزاد تعیین می شود. در طول آزمون، گرما آزاد شده در هر واحد مواد و دمای نمونه مربوطه مشخص شده است (شکل 5).

همانطور که در شکل نشان داده شده است مشخص + مقاوم در برابر شعله ABS و غیر مقاوم در برابر شعله مخلوط آزمایش ارزش PC 6. همانطور که دیده می شود، نتایج مخلوط بازدارنده در یک تغییر حداکثر در توده مربوط به تغییرات در درجه حرارت حدود 95 K (مطرح شده از حدود 445 ° C حدود 540 درجه سانتی گراد). مخلوط نرخ انتقال حرارت مقاوم در برابر به طور متوسط ​​در حدود 130W / g است. PC + پراکندگی (تفاوت اوج) نرخ انتقال حرارت را از ABS کاهش یافت 80W / گرم همان مقاومت است، اگر چه نرخ انتقال حرارت به طور قابل توجهی کاهش می یابد، مخلوط سوخت بالاتر از 10W / g است. نتایج آزمون رخ می دهد زیرا ذرات پراکندگی بزرگ به طور نامنظم در افزودنی های خوراک دام توزیع شده است.

تجزیه و تحلیل ترموگرافی و ترموگرافی (TGA)

تست حرارتی و دستگاه های اندازه گیری و تست در تجزیه و تحلیل حرارتی از ISO 11385 و DIN 51006 در استاندارد. پلاستیک به عنوان 5-10mg نمونه مشاهده 0-50K / دقیقه (معمولا 20K / دقیقه) از آن ساخته شده میزان حرارت به جرم نمونه های دما و زمان در بالاترین 1000 درجه سانتی گراد برای سهولت مقایسه و درک را تحت تاثیر قرار، شکل 7 از سیگنال دیفرانسیل که با درجه حرارت DM / DT (اندازه گیری thermogravimetry مشتق متفاوت است، در٪ با درجه حرارت توده بیان یک منحنی نتیجه اشتقاق) نتایج آزمون در قالب مقاوم در برابر آتش و شعله غیر مخلوط مقاوم در برابر + PC ABS نشان می دهد.

همانطور که دیده می شود، PC + ABS دو قله ویژگی های مختلف، یکی از ABS 458 درجه سانتی گراد است، یک C-PC 538 درجه سانتی گراد قله دمای شعله از مخلوط بین 476 ° C -547 ° متفاوت شد، حداکثر تغییر در کیفیت و / گرمازا نشان که مربوط به تغییرات در مورد 95K، و بنابراین نتیجه این است در طیف وسیعی از کالریمتری احتراق میکرو.

خاتمه

این آزمایشات به درستی نمی توانند ارزیابی مقاوم در برابر شعله و غیر مقاوم در برابر شعله PC + ABS مخلوط واکنش در برابر آتش، اما این مهم نیست. در عوض، این نتایج نشان دادن محدودیت های روش استفاده شده در بالا روند یا هیچ پایه و اساس علمی صدا (UL94 )، و یا فقدان استانداردهای مشخص و ثابت در عمل به منظور بررسی و مقایسه اثر بخشی اقدامات پیشگیری از آتش سوزی های پلاستیکی مقاوم در برابر شعله. TGA و MCC در دمای تجزیه نتایج مشابهی رسیده، اما TGA به اطلاعات در مورد رفتار سوختن پلاستیک ارائه نمی دهد. MCC در روند توسعه مواد کمکی مفید است، اما می تواند تاثیر بر شکل رفتار احتراق از ساختار را توضیح دهد.

بر این اساس، به منظور نشان دادن رابطه با مواد قابل احتراق، شکل ساختار و پردازش شرایط، ما باید قادر به تعیین کمیت روش علمی جدید از واکنش در برابر آتش و می تواند به سرعت انجام، بلکه تغییر شکل ساختار، با توجه به عضو تنظیم شعله و تجزیه و تحلیل دود اگر. ضخامت های مختلف دیوار را می توان به نمونه آزمون اعمال - مانند سیستم میرند و یا پردیس با قطر 25-30mm دستگاه قالب گیری تزریق پیچ یک نمونه تولید شده، آن تنوع بیشتری بر شکل نمونه و شرایط تولید است. این می تواند به جزء و بدون کنترل توسط پیکربندی شبکه های عصبی پیش بینی کند.

آزمایشگاه کلیدی جدید موسسه تحقیقات پلیمر باواریا (BPI) در دانشگاه فریدریشس در نورنبرگ، آلمان، به بررسی آخرین روشهای تجزیه و تحلیل سیستم برای آزمایش گلوله ها و نمونه های دو بعدی می پردازد.