Sicherheit erhöhen: Der Business Case für flammhemmende Kunststoffe im Produktdesign

Die hohe Entflammbarkeitsbewertung von Kunststoffen hat viele häusliche und gewerbliche Unfälle verursacht. Über 23 % der häuslichen Brände beginnen an Kunststoffgeräten wie Fernseher, Radio, Teppich, Küchengeräte, Netzteile usw.

Was wäre, wenn es einen Weg gäbe, die Entflammbarkeit von Kunststoffen zu reduzieren? Das bedeutet weniger Brände! Hier erfahren Sie detailliert die Bedeutung von Flammwidrigkeit und wie Entflammbarkeit bewertet wird. Sie lernen auch ausführlich über flammhemmende Kunststoffe.

Bedeutung flammhemmender Kunststoffe

Kunststoffe sind zweifellos einer der wichtigsten Rohstoffe in der Teilebearbeitung. Ein Vorteil, den Metall gegenüber ihnen hat, ist seine geringere Neigung, Feuer zu fangen. Mit flammhemmenden Kunststoffen wird jedoch ihr Entflammbarkeitsrisiko reduziert. Abgesehen von ihrer Reduzierung der Entflammbarkeit sind hier einige weitere Gründe, warum flammhemmende Kunststoffe wichtig sind:

Hilft, Teile sicherer für den Einsatz zu machen

Kunststoffe sind eines der am häufigsten verwendeten Materialien in der Teileproduktion. Ihre Verwendung für Teile, bei denen viel Hitze involviert ist, könnte jedoch aufgrund ihrer hohen Entflammbarkeit ein Problem darstellen. Dies ist bei Kunststoffen mit niedriger Entflammbarkeitsbewertung nicht der Fall. Aufgrund ihrer Fähigkeit, Feuer bis zu einem gewissen Grad standzuhalten, tragen sie dazu bei, den Einsatz von Kunststoffen für Hochtemperaturanwendungen weiter zu verbessern und sie sicherer für den Einsatz zu machen.

Hilft, den Benutzer dieser Teile zu schützen

Wenn das Teil sicherer in der Anwendung ist, ist der Benutzer auch vor Brandgefahren geschützt. Besonders wenn das Teil eine Komponente einer größeren Vorrichtung ist, ist es ziemlich wichtig, flammhemmende Kunststoffe zu verwenden. Dies liegt daran, dass das Feuer vom Kunststoffteil zu einem größeren Brand führen könnte, wenn es nicht schnell gelöscht wird. Dies könnte den Benutzer des Teils dem Risiko einer Kohlendioxid-Erstickung aussetzen. Die Person könnte auch schwere Verbrennungen durch das Feuer erleiden, was zum Tod führen kann. Flammhemmende Kunststoffe helfen jedoch, dies zu verhindern. Wenn kein Brandausbruch erfolgt, gibt es keine starke Verbrennung, und niemand wird schwere Verbrennungen erleiden. Somit helfen flammhemmende Kunststoffe, Leben zu retten.

Wie man den Flammwidrigkeitsgrad bestimmt

So wichtig flammhemmende Kunststoffe in der Bearbeitung sind, müssen Sie in der Lage sein, den Grad ihrer Flammwidrigkeit vor dem Einsatz zu kennen. Hier kommt UL94 ins Spiel. UL 94 ist einer der am weitesten akzeptierten Kunststoff-Entflammbarkeitsprüfstandards. Er wird von den unabhängigen Underwriters Laboratories der Vereinigten Staaten veröffentlicht, woher sein Akronym (UL) stammt. Er ist ein Standard, der die Neigung eines Materials bestimmt, entweder zu entzünden oder die Flamme zu verbreiten, sobald sie entzündet ist.

Daher werden UL-Bewertungen basierend auf den Materialbrennzeiten, horizontaler oder vertikaler Brenndistanz und der Zeit, die erforderlich ist, damit die Flamme erlischt, vergeben. Unterschiedliche Proben ähnlicher Materialien können unterschiedliche UL-94-Ergebnisse aufgrund ihrer Dicke haben. Beispielsweise wird die Zeit, die ein Kunststoff mit 2 mm Dicke zum Erlöschen benötigt, von der Zeit abweichen, die derselbe Kunststoff mit 10 mm Dicke benötigt. Der erste erfordert weniger Zeit, der zweite mehr Zeit.

UL94-Bewertungen

Es gibt sechs UL94-Flammwidrigkeitsbewertungen, und sie umfassen (von der flammwidrigsten zur am wenigsten flammwidrigen):

• 5VA: Brennen dauert nicht länger als 60 Sekunden an einem vertikalen Probenkörper. Es erlaubt kein Tropfen. Plattenproben dürfen keine Löcher entwickeln.
• 5VB: Brennen dauert nicht länger als 60 Sekunden an einem vertikalen Probenkörper. Es erlaubt kein Tropfen. Es kann ein Loch in der Plattenprobe geben.
• V-0: Brennen dauert nicht länger als 10 Sekunden an einem vertikalen Probenkörper. Es erlaubt Tropfen brennender Partikel, solange sie nicht entzündet sind.
• V-1: Brennen dauert nicht länger als 30 Sekunden an einem vertikalen Probenkörper. Es erlaubt Tropfen brennender Partikel, solange sie nicht entzündet sind.
• V-2: Brennen dauert nicht länger als 30 Sekunden an einem vertikalen Probenkörper. Es erlaubt Tropfen brennender Partikel.
• HB: hat eine Brennrate von < 76 mm/min für Dicke < 3 mm. Brennen stoppt vor 100 mm. Es zeichnet sich durch langsames Brennen an horizontalen Proben aus.

Das folgende Bild gibt eine visuelle Darstellung der UL-94-Bewertung.

Einige Kunststoffe erfüllen die Anforderungen von 5VA, 5VB und V-0 nicht. Um diese Kriterien zu erfüllen, benötigen Kunststoffe Additive. Dies erhöht jedoch die Herstellungskosten. Daher ist es oft nicht wünschenswert. Es neigt auch dazu, die mechanischen Eigenschaften des Kunststoffs zu beeinflussen und andere Fertigungsprobleme zu verursachen.

Wie man flammhemmende Kunststoffe für Ihr Produkt auswählt

Die meisten Kunststoffe sind von Natur aus entflammbar. Sie können ihre Entflammbarkeitstendenz jedoch verringern, indem Sie Additive in ihre Zusammensetzung einbeziehen. Diese Additive bestehen aus chemischen Verbindungen, die helfen, die Entzündung oder das Brennen von Kunststoffen zu hemmen oder zu verzögern. Sie fragen sich wahrscheinlich, wie genau diese Additive Kunststoffe flammhemmend machen.

Diese Verbindungen helfen, den Kunststoff unter Hitzestress stabil zu halten und verhindern, dass er leicht verbrennt. Daher können flammhemmende Kunststoffe Hitzestress standhalten, ohne leicht zu verbrennen. Feuer brennt in Gegenwart von drei grundlegenden Elementen: Sauerstoff, Brennstoff und Wärme. Daher besteht die Wissenschaft der Flammhemmung darin, dass sie eine chemische Reaktion initiieren, die hilft, eines oder alle dieser Elemente zu moderieren. Sie geben auch Wasser ab, um zu verhindern, dass der Kunststoff brennt.

Wie flammhemmende Kunststoffe die Entflammbarkeit reduzieren

Hier sind einige bewährte Wege, wie flammhemmende Kunststoffe eine niedrigere Entflammbarkeitsbewertung erreichen können:

• Erhöhung der Zündwiderstandsfähigkeit des Kunststoffs: Kunststoffe besitzen eine hohe Zündfähigkeit. Sie dienen als Brennstoff für ein Feuer. Stellen Sie sich nun vor, diese Gleichung umzukehren, sodass sie eine geringe Zündfähigkeit haben. Genau das tun Kunststoffe mit niedriger Entflammbarkeitsbewertung. Sie erhöhen ihren Zündwiderstand, was sie für das Brennen ungeeignet macht.
• Verlangsamung der Flammenausbreitung: Feuer brennt weiter, wenn es mit anderen entflammbaren Materialien in der Umgebung interagiert. Flammhemmende Verbindungen helfen, diese Geschwindigkeit zu reduzieren. Wenn das Feuer den flammhemmenden Kunststoff erreicht, stößt es auf eine Barriere und verhindert, dass es sich auf andere Materialien ausbreitet. Dies hilft, weiteren Schaden zu verhindern und das Löschen des Feuers zu erleichtern.
• Reduzierung der Rauch- und Dämpfeentwicklung: Je mehr Materialien brennen, desto höher die Rauchentwicklung. Andererseits, je weniger Materialien brennen, desto geringer die Rauchentwicklung. Als Folge der Verhinderung weiteren Brennens von Kunststoffmaterialien helfen flammhemmende Thermoplaste, Rauch- und Dämpfeentwicklung zu reduzieren.

Flammhemmende Kunststoffe spielen wesentliche Rollen im Brandschutz. Ein sehr gutes Beispiel für solche flammhemmenden Kunststoffe ist PEEK.

Sie sollten jedoch auch die Nebenwirkungen dieser flammhemmenden Kunststoffe bei der Auswahl berücksichtigen. Dies liegt daran, dass die meisten Flammhemmer auch einige toxische und kostspielige Probleme verursachen können. Einige dieser Nebenwirkungen umfassen:

• Einige Flammhemmer verdampfen und können in Ihre hergestellten Produkte gelangen
• Können toxische Zersetzungsprodukte freisetzen
• Einige flammhemmende Kunststoffe sind teuer und können Ihre Produktionskosten erhöhen

Dies sind die wesentlichen Faktoren, die Sie vor der Wahl flammhemmender Kunststoffe für Ihre Produkte berücksichtigen sollten.

Fazit

Brände, die durch Kunststoffe verursacht werden, sind hauptsächlich auf ihre hohe Entflammbarkeitsbewertung zurückzuführen. Sie können Ihre Teile und andere Materialien jedoch durch Flammwidrigkeit schützen. Neben dem Schutz Ihrer Materialien können flammhemmende Kunststoffe auch helfen, Leben zu retten, indem sie Brandausbrüche verhindern.

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FAQs

F: Wie stellt man flammhemmenden Kunststoff her?

A: Sie können flammhemmenden Kunststoff herstellen, indem Sie hydratisiertes Magnesiumoxid oder Aluminiumoxid allein oder mit Phosphor- oder Bromverbindungen zu niedrigdichtem Polyethylen hinzufügen. Bei einem Brandausbruch zersetzen sich die Verbindungen und absorbieren die Feuerenergie, wodurch der Kunststoff am Brennen gehindert wird.

F: Was ist der Kunststoff-Flammwidrigkeitsgrad?

A: Dies ist die Fähigkeit eines Kunststoffmaterials, einem Feuer unter Testbedingungen für einen bestimmten Zeitraum standzuhalten.