Brandwerend

Vuurvast een reeks behandelingen gebruikt om de brandwerendheid van een materiaal te verbeteren zoals natuurlijk rubber. Veel toepassingen vereisen vuurvaste materialen. Hiertoe kan in het materiaal van gehalogeneerde moleculen, fosfor, boor-bevattende stikstof, metaalhydroxiden n) of antimoonverbindingen met halogeendonoren worden opgenomen.

Vanwege hun samenstelling meeste kunststof materialen zijn zeer brandbaar. Om te voorkomen of te minimaliseren verbranding mengsels kunnen worden gebruikt vlamvertragende middelen, ook bekend als vlamvertragende middelen en vlamvertragers. Het gebruik van vlamvertragers kunnen bijwerkingen veroorzaken. Gehalogeneerde polymeren zoals PVC zijn vanwege hun zelfdovend echter het weekgemaakte PVC is ontvlambaar.

Voorbeelden van vlamvertragers

Wat de mengsels kunnen als vlamvertragers van:

  • minerale vulstoffen "gehydrateerde" of hydroxiden van aluminium 3) en 2 mg) en inerte minerale vulstoffen zoals glasvezels;
  • additieven zoals brandvertragers gebromeerde en gechloreerde vlam, die toxisch zijn, stikstof zoals melamine of antimoon trioxide;
  • fosfaat weekmakers, zoals die van tricresyl- of ammonium.

Opzwellende systemen waarin een dikke laag om contact met zuurstof te verminderen vormen, ook worden overwogen.

Binaire of ternaire associaties worden vaak gebruikt. Zo is er synergie tussen de gehalogeneerde vlamvertragers en Sb2O3, tussen de gehalogeneerde vlamvertrager en zink boraat, en tussen deze laatste en de metaalhydroxiden.

Antimoontrioxide zelf geen brandvertragende functie fungeert als een synergist in gebruik van gehalogeneerde vlamvertragers in polymeren zoals polyesters, polyamiden, polyolefinen, polyurethanen, polyacrylonitril en polystyreen. Het kan echter soms gebruikt in gehalogeneerde polymeren zoals geplastificeerde PVC, vanwege het synergistische effect met het chloor.

Halogeenverbindingen

Principe

Er zijn vier typen gehalogeneerde verbindingen: joodverbindingen, broom, chloor en fluor. De werkzaamheid van deze verbindingen ligt in hun vermogen halogeen zoals resten of halogenide ontledingstemperatuur van het polymeer waarin ze zijn opgenomen vrijgeven; zij moeten ook in de toepassing van deze polymeren temperatuur stabiel blijven.

Hun rendement is omgekeerd evenredig met de thermische stabiliteit. Via verbinding thermisch stabiel tenzij zij de actieve verbinding vrij te geven en zo minder effectief zal zijn. Jodium verbindingen hebben een lage thermische stabiliteit, zijn ze in theorie efficiënter, maar dit maakt toepassing mogelijk in de meeste polymeren. Gefluoreerde verbindingen daarentegen zijn thermisch stabieler en dus inactief en niet loslaten of halide groep. De gebromeerde en gechloreerde additieven worden opgenomen in de tussenliggende thermische stabiliteit en reactiviteit varieert en derhalve worden geselecteerd als vlamvertragers.

Deze verbindingen hebben vooral chemische werking in de gasfase. Zij zullen de radicale verbrandingsproces stoppen. De radicale H en OH • • gevormd tijdens de verbranding zijn zeer reactief en zijn verantwoordelijk voor de verbranding:

  • H • radicalen zijn de oorzaak verknopende reacties van vrije radicalen in de vlam;
  • OH • radicalen zijn de bron van CO2 in CO oxidatie, sterk exotherme reactie die verantwoordelijk is voor veel van de warmte van de vlam.

In aanwezigheid van gehalogeneerde vlamvertragers, zullen dergelijke radicalen reageren met de halogeen radicaal X • als gevolg van de afbraak van deze vlamvertragers, waardoor minder reactieve radicalen die de verbranding kinetiek verminderen.

Bevredigende brandvertraging eigenschappen te verkrijgen, worden ze gewoonlijk gebruikt in grote hoeveelheden in het polymeer, gewoonlijk 40% tot 20 massa%, respectievelijk voor chloor- en broomverbindingen.

Voorbeelden

Voorbeelden van gehalogeneerde vlamvertragers:

  • Broomhoudende:
    • polybroomdifenylethers die decabroomdifenylether;
    • hexabroomcyclododecaan;
    • tetrabroombisfenol A;
    • bromophenols;
  • gechloreerde:
    • de dodécachloropentacyclooctadéca 7,15-dieen;
    • chlorendinezuur het anhydride.

Stikstofverbindingen

Stikstof vlamvertragers zijn meestal verbindingen op basis van melamine. Dit kan gebruikt worden op drie verschillende manieren vlamvertragend:

  • pure melamine;
  • melamine derivaten zoals zouten uit het mengsel met organische of anorganische zuren zoals boorzuur en fosforzuur cyanuurzuur;
  • condensatieproducten van melamine: verstaan ​​melam, melem.

Melamine gebaseerde vlamvertragers worden gebruikt om uitstekende brandvertraging eigenschappen te verkrijgen. Deze verbindingen los beetje ondoorzichtige en giftige dampen.

Metaalhydroxiden

Deze familie van additieven bestaat voornamelijk uit aluminium hydroxide en magnesium hydroxide. Dit soort verbindingen tegelijkertijd gecondenseerde fase en gasfase. Op hun thermische degradatie, ondergaan ze een endotherme uitdroging:

  • 2 Al 3 3 → Al2O3 + H2O
  • H2O → Mg 2 + MgO.

De release van watergekoeld systeem en verdunt de gassen in de vlam gebied, waardoor een brandwerendheid veroorzaken. Bovendien, na ontsteking, het oppervlak van het materiaal, de beschermende keramische gevormd na afbraak speelt een rol hitteschild.

Het gebruik van aluminiumhydroxide is beperkt tot polymeren bij de uitvoering van temperatuur niet boven 200 ° C; Het wordt meestal gebruikt in elastomeren, thermoplasten en thermoharders. Het magnesiumhydroxide is stabiel tot 300 ° C en kunnen in polymeren zoals polyamiden worden opgenomen, maar het gebruik van polyesters wordt niet aanbevolen vanwege de neiging ervan om de thermische ontleding van deze polymeren katalyseren tijdens implementatie.

Testmethoden

De brandwerendheid van een materiaal wordt onderworpen aan uiteenlopende standaarden, afhankelijk van de bedrijfsomstandigheden, de toedieningsplaats en landen.

Onder de gebruikte testen omvatten:

  • de cone calorimeter;
  • het beperken van zuurstof-index.