Bagaimanakah TPE kalis api menyumbang kepada mengurangkan ketoksikan asap dalam ruang terkurung seperti kapal terbang dan kereta api?

Elastomer termoplastik kalis api (TPE) memainkan peranan penting dalam mengurangkan ketoksikan asap dalam ruang terkurung seperti kapal terbang dan kereta api, di mana bahaya kebakaran menimbulkan risiko besar kepada keselamatan manusia. Pengurangan ketoksikan asap dicapai melalui beberapa mekanisme yang berkaitan dengan komposisi bahan, bahan tambahan kalis api, dan kelakuan pembakaran TPE. Begini cara TPE kalis api menyumbang:

1. Kalis Api Tanpa Halogen
banyak TPE kalis api , terutamanya dalam industri seperti aeroangkasa dan pengangkutan, gunakan kalis api bebas halogen. Kalis api berhalogen tradisional (seperti yang mengandungi bromin atau klorin) sangat berkesan untuk memperlahankan pembakaran tetapi cenderung untuk membebaskan gas toksik, seperti hidrogen klorida (HCl) atau hidrogen bromida (HBr), apabila dibakar. Gas-gas ini berbahaya apabila dihidu dan boleh menyebabkan masalah kesihatan yang teruk, termasuk kerosakan pernafasan.

Pengurangan Gas Toksik: Dengan menggunakan kalis api bebas halogen, TPE mengeluarkan asap toksik yang jauh lebih sedikit apabila terdedah kepada haba atau nyalaan yang tinggi. Sistem bebas halogen, seperti yang berasaskan fosforus, nitrogen atau bahan tambahan berasaskan mineral, menghasilkan produk sampingan yang kurang berbahaya semasa pembakaran.

2. Penjanaan Asap Rendah
TPE kalis api direka bentuk untuk menghasilkan kurang asap secara keseluruhan apabila terdedah kepada api. Di ruang terkurung seperti kapal terbang dan kereta api, penyedutan asap adalah salah satu punca utama kematian dalam kebakaran. Asap boleh menghalang penglihatan, menyebabkan panik, dan komponen toksik dalam asap boleh merosakkan sistem pernafasan dengan teruk.

Mekanisme: Aditif kalis api dalam TPE boleh mengurangkan jumlah sebatian organik meruap (VOC) yang dibebaskan semasa pembakaran, yang bertanggungjawab untuk asap tebal dan hitam. Sesetengah sistem kalis api menggalakkan pembentukan arang, mewujudkan lapisan pelindung yang mengurangkan pecahan polimer, mengehadkan kedua-dua pelepasan haba dan pengeluaran asap.

3. Gas Lengai dan Penindasan Asap
Bahan tambahan kalis api tertentu dalam TPE, seperti sistem intumescent, membebaskan gas lengai seperti nitrogen atau wap air apabila terdedah kepada suhu tinggi. Gas-gas ini membantu mencairkan kepekatan oksigen berhampiran bahan terbakar, mengurangkan kadar pembakaran dan menyekat pembentukan asap.

Mekanisme: Dengan mencipta penghalang fizikal (seperti lapisan arang) atau membebaskan gas lengai, kalis api ini menghalang pembentukan gas mudah terbakar yang menyumbang kepada penyebaran api dan asap toksik.

4. Meminimumkan Hasil Sampingan Toksik
Sebagai tambahan kepada penyelesaian bebas halogen, TPE kalis api dirumus untuk mengehadkan pembebasan produk sampingan toksik yang lain seperti karbon monoksida (CO) dan hidrogen sianida (HCN), yang amat berbahaya dalam ruang tertutup. Gas-gas toksik ini boleh membawa maut walaupun dalam kuantiti yang kecil dan merupakan kebimbangan penting dalam aplikasi pengangkutan.

Formulasi: Untuk memerangi ini, kalis api dalam TPE mungkin termasuk bahan tambahan yang bertindak sebagai penahan api dan juga mengurangkan pembentukan gas berbahaya ini semasa pembakaran.

5. Pembentukan Char dan Perlindungan Halangan
Banyak sistem kalis api yang digunakan dalam TPE berfungsi dengan menggalakkan pembentukan lapisan arang pada permukaan bahan apabila terdedah kepada api. Arang ini bertindak sebagai penghalang penebat yang memperlahankan penyebaran api dan mengehadkan pembebasan gas mudah terbakar, yang seterusnya mengurangkan kedua-dua keamatan api dan asap yang dihasilkan.

Fungsi Penghalang: Lapisan arang bukan sahaja menghalang penguraian selanjutnya bahan asas tetapi juga menghalang pelepasan sebatian meruap yang menyumbang kepada ketoksikan asap. Ini membantu mengehadkan jumlah zarah berbahaya yang dilepaskan ke udara semasa kebakaran.

6. Kadar Pelepasan Haba Rendah
TPE kalis api direka bentuk untuk mempunyai kadar pelepasan haba (HRR) yang lebih rendah berbanding bahan tidak kalis api. HRR yang lebih rendah bermakna bahan menyerap dan membebaskan haba yang lebih sedikit semasa pembakaran, mengurangkan keamatan keseluruhan kebakaran.

Kesan pada Ketoksikan Asap: Dengan meminimumkan keamatan kebakaran, TPE kalis api juga mengurangkan jumlah bahan yang dibakar, yang diterjemahkan kepada kuantiti gas toksik dan zarah dalam asap yang lebih rendah. Dalam ruang terkurung seperti kapal terbang dan kereta api, di mana pengudaraan terhad, mengurangkan pelepasan haba membantu mengawal penyebaran api dan mengehadkan jumlah asap berbahaya.

7. Pematuhan Piawaian Keselamatan Kebakaran yang Tegas
Dalam industri seperti aeroangkasa dan pengangkutan rel, bahan diperlukan untuk memenuhi piawaian kebakaran, asap dan ketoksikan (FST) yang ketat, seperti EN 45545-2 untuk kereta api dan FAR 25.853 untuk pesawat. TPE kalis api dirumuskan untuk mematuhi piawaian ini, memastikan bahawa ia bukan sahaja menahan pencucuhan tetapi juga menghasilkan asap minimum dan pelepasan toksik sekiranya berlaku kebakaran.

Pengaruh Piawaian: Piawaian ini memacu pembangunan sebatian TPE kalis api yang menumpukan pada mengurangkan jumlah asap toksik dan mengekalkan keselamatan penumpang dalam persekitaran tertutup. Formulasi bebas halogen dan kalis api intumescent sering digunakan untuk memenuhi peraturan keselamatan ini.

TPE kalis api menyumbang dengan ketara kepada mengurangkan ketoksikan asap dalam ruang terkurung seperti kapal terbang dan kereta api melalui penggunaan bahan tambahan bebas halogen, pembentukan arang dan mekanisme yang menurunkan kadar pelepasan haba. Bahan ini direka bentuk untuk mengehadkan pelepasan gas toksik dan meminimumkan penjanaan asap, menjadikannya penting untuk meningkatkan keselamatan kebakaran dan melindungi penumpang daripada kesan berbahaya asap sekiranya berlaku kebakaran.