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聚合物易燃性

本次文章的目的是帮助寻求有关聚合物易燃性和燃烧行为的基本信息的聚合物和橡胶复合体。在下面,您将在聚合物的燃烧过程中找到一般亮点以及可以执行的一些火焰测试程序的基本概述。

火三角形

必须存在三个主要组件以进行任何燃烧 - 这三个组件将形成下面显示的火灾三角形。通过去除任何一个组件,可以防止或熄灭火灾:

火三角形

- 是任何燃烧最基本的组成部分,必须出现点火和火焰燃烧

燃料-要发生火灾,必须有燃料来源。在许多情况下,燃料本身不会燃烧(例外——燃料是气体),而是会分解产生可燃挥发物,然后在最初导致燃料分解的热量压力下燃烧。这一点值得注意,因为有些材料可能会在最初点燃,但随后会形成一层“炭层”,从而阻止进一步气体的形成和随后的燃烧。燃料来源可以是:

  • 塑化剂
  • 聚合物
  • 碳氢化合物树脂
  • 工艺油

点火源-需要点火源来充分加热燃料,以产生燃料分解时释放的挥发物,然后点燃这些挥发物。如果存在气体,点火源将直接作用于其上,引起点火。

塑料燃烧过程

在塑料中,材料对燃烧过程的反应取决于塑料的具体类型。例如,热塑性塑料在高温下着火前会软化和流动,而热固性材料不会软化,而是会经历表面炭化,有时会燃烧,炭化残渣脱落或留在原地形成绝缘层。燃烧过程通常非常复杂,但通常可分为以下六个独立阶段:

主要热量
点火源的作用是加热大块塑料,使温度上升到取决于点火源的特定产品和能量输出的程度。
一次化学品
加热的塑料开始降解,通过形成自由基来发生在原始源的影响下。
聚合物分解
在该阶段,塑料开始快速降解分子量较低的分解产物。典型的产品包括可燃液体和气体,烧焦固体,可能烟雾。
点火
在存在足够的氧气和点火源的情况下,可燃气体将点燃并开始燃烧。如前所述,它是实际燃烧而不是散装材料本身的燃烧气体和液体。
燃烧
燃烧发生在大块塑料的表面或附近,通过燃烧气体,只要产生足够的能量,气体就可以自给自足。
火焰繁殖
根据塑料材料,燃烧台可以产生可能繁殖的火焰,该火焰可能繁殖,炭表面层,并且也可以伴随烟雾和/或有毒气体的排放

易燃性测试

限制氧气指数(LOI)

该测试指数是必须存在以支撑塑料材料燃烧的氧气百分比的衡量标准。LOI数越高,材料易燃性越低。由于空气含有约。21%的氧气,任何带有LOI得分以下21分的材料都将支持露天燃烧局面。

LOI测试将蜡烛类似于垂直玻璃柱中的塑料材料样品,慢速氧气/氮气混合物进料。然后引入火焰并点燃样品,向下燃烧到未加热的材料中。氧气和氮比随着试验记录的变化,需要存在最小百分比氧气所需的氧气,以在玻璃环境中支持燃烧。LOI试验的结果取决于所测试的聚合物的特定组合物。此外,该测试将在封闭和受控环境中发生塑料在开放的环境中燃烧的任何内容毫无响应。

承销商实验室火焰评级(UL94)

UL测试已被广泛纳入许多国家和国际ISO标准。它是一种对材料进行分类的方法,这种材料一旦被点燃就有熄灭或传播火焰的倾向。测试本身包括以各种方式向样品施加火焰,然后在火焰消除后评估材料的反应。在UL分类方案中排名最高的材料将是那些燃烧缓慢或自熄且不会滴下燃烧材料的材料。

垂直燃烧试验(94V)

在该试验中,将样品放置在垂直方向上,其材料在样品的下端燃烧,作用为样本上部区域的材料的预热。一旦火焰施加到下端,材料将被归类如下:

*注意UL94V要求材料自熄以通过测试

水平燃烧测试(94HB)

94HB的测试被认为是用于传递火焰评级的最简单测试,并且通常这些能够通过之前的垂直测试的材料对于需要HB额定值的应用也是可接受的。该测试涉及将火焰施加到塑料材料水平样品杆的单端30秒或直到火焰前沿到达材料上的指定标记。在这种情况下,如果燃烧继续,则测量材料燃烧到第二标记的时间。

如果要到达第二标记的时间大于指定的最小时间或在第二标记之前停止,则材料将被分类为94HB