Ein Leitfaden zur Bewertung der Entflammbarkeitsstandards nach UL 94

Es gibt viele verschiedene Faktoren, einschließlich der Leichtigkeit der Zündung und der Fähigkeit zur Flammenausbreitung, die die Entflammbarkeit eines Kunststoffs beeinflussen können. Um die Entflammbarkeit richtig zu untersuchen und endgültig zu bestimmen, wie entflammbar ein bestimmter Kunststoff ist, greifen Ingenieure und Produktteams auf die Norm UL 94 zurück.

UL 94 ist ein weit verbreiteter Entflammbarkeitstest für Kunststoffe, der von den Underwriters Laboratories (UL) entwickelt wurde und misst, wie ein Kunststoffteil brennt und wie gut es Flammen verhindert. UL 94-Entflammbarkeitstests stufen Kunststoffe nach ihrer Fähigkeit ein, Entzündungen abzuwehren, bei hohen Temperaturen beständig zu bleiben und brennbare Kunststofftropfen zu erzeugen.

Da die tatsächlichen Brandbedingungen unvorhersehbar sind, spiegelt die Entflammbarkeit nach UL 94 nicht wider, wie ein Material im Brandfall reagiert. Vielmehr legen die UL 94-Standards fest, wie akzeptabel oder verwendbar ein bestimmtes Kunststoffmaterial für einen bestimmten Zweck oder ein bestimmtes Teil in Bezug auf seine Entflammbarkeit ist.

Die Bewertungstabelle der Entflammbarkeitsnormen nach UL 94

Die Bewertungstabelle des UL 94-Entflammbarkeitsstandards enthält sechs Kategorien, die von der geringsten bis zur höchsten Flammwidrigkeit aufgelistet sind:

UL 94-EINSTUFUNG	DEFINITION DER UL-94-KLASSIFIZIERUNG
HB	Ein horizontaler Brenntest, bei dem das Brennen vor 100 mm aufhört
V-2	Das Brennen stoppt innerhalb von 30 Sekunden an einem vertikalen Teil, sodass vertikal brennbarer Kunststoff herunterfallen kann
V-1	Das Brennen stoppt innerhalb von 30 Sekunden an einem vertikalen Teil, wodurch Kunststofftropfen nicht in Flammen aufgehen
V-0	Das Brennen stoppt innerhalb von 10 Sekunden an einem vertikalen Teil, sodass Kunststofftropfen nicht in Flammen aufgehen
5VB	Das Brennen stoppt innerhalb von 60 Sekunden an einem vertikalen Teil, wodurch nicht entzündete Kunststofftropfen zugelassen werden, die zu Plaquelöchern oder Durchbrennen führen können
5VA	Das Brennen stoppt innerhalb von 60 Sekunden auf einem vertikalen Teil, was nicht entzündete Tropfen zulässt, die keine Plaquelöcher oder Durchbrennen ergeben

Die UL 94 V-0-, V-1- und V-2-Entflammbarkeitsnormen sind im Allgemeinen akzeptabel für tragbare, unbeaufsichtigte, intermittierende Haushaltsgeräte wie Kaffeemaschinen oder Standmixer. Verschiedene Faktoren, einschließlich Teilegröße und -dicke, Abstand zu nicht isolierten, stromführenden Teilen und Hitzdrahtzündung, bestimmen, welche Klassifizierung zutrifft.

Flammschutzadditive für Kunststoffe

Die Flammwidrigkeit eines Kunststoffs kann durch die Verwendung von Additiven verbessert werden, das sind Verbindungen, die Kunststoffen zugesetzt werden, um die Entflammbarkeit zu verringern. Flammschutzadditive für Kunststoffe sollen die Verbrennung aufgrund von Hitze und Flammen hemmen, unterdrücken oder verzögern und Kunststoffkomponenten vor einer Verbrennung vor der Entzündung schützen.

Viele flammhemmende Kunststoffadditive verhindern die Pyrolyse, um Brände zu verhindern. Pyrolyse ist ein Prozess, bei dem Polymermoleküle in Kohlenwasserstoffmoleküle und brennbare Gase zerfallen und sich dann mit Sauerstoff verbinden, um exotherme chemische Reaktionen hervorzurufen. Reaktive flammhemmende Additive werden in das Polymermolekül selbst eingebaut, während aktive Additive in das Polymer eingemischt werden. Beide Arten können die Entzündung im dampfförmigen (gasförmigen) und kondensierten (festen) Zustand eines Feuers unterdrücken.

Es gibt drei gängige Verfahren zur Herstellung von Flammschutzadditiven:

Radikallöschung in der Gasphase

Dies ist die häufigste Art von Flammschutzadditiv für Kunststoffe, bekannt als bromierte Flammschutzmittel (BRFs). BRFs sind Organohalogenverbindungen, die einem thermischen Abbau unterliegen, bevor sie Chemikalien freisetzen, die die Oxidationsreaktionen von Flammen verringern. BRFs sind kostengünstig und funktionieren mit vielen Polymeren, aber denken Sie daran, Halogene gelten als giftig für Menschen und Tiere.

Endothermer Abbau

Beim endothermen Abbau werden mineralische Verbindungen verwendet, die allgemein als Antazida bekannt sind, wie Aluminium- oder Magnesiumhydroxide, als Flammschutzmittel für die Dampfphase des Feuers. Diese Verbindungen zerfallen, wenn sie hoher Hitze ausgesetzt werden, und absorbieren die durch endotherme Reaktionen erzeugte Wärme. Dies stoppt die Verbrennung, kühlt das Material und verhindert Flammen.

Thermische Abschirmung (Verkohlung)

Phosphor-Flammschutzmittel sind nicht halogenierte Verbindungen, die beim Erhitzen Phosphorsäure bilden, die einen Feststoff verkohlt und eine dicke Kohlenstoffschicht erzeugt. Dies isoliert das Polymer und verlangsamt die Pyrolyse, was zu einer behinderten Freisetzung von Gasen führt, die ein Feuer anheizen könnten. Flammschutzadditive mit Phosphor können aktiv oder reaktiv sein, und Sie können Halogene hinzufügen, die auf die Gasphase des Feuers wirken, um den Schutz zu erhöhen.

Einige Kunststoffe sind von Natur aus hitzebeständig und haben hohe Schmelzpunkte, was dazu beiträgt, dass sie sich nicht entzünden. Diese Kunststoffe benötigen keine flammhemmenden Zusätze, um die Verbrennung zu bekämpfen – beispielsweise ist Polyetherimid (PEI) von Natur aus flammhemmend, während Polybenzimidazol (PBI) nicht brennt und keinen bekannten Schmelzpunkt hat.

Bewältigen Sie die UL 94-Entflammbarkeitsstandards mit Fast Radius

Wenn es um die Entflammbarkeit geht, wollen Sie kein Risiko eingehen. Die Bezugnahme auf die Bewertungstabelle der UL 94-Entflammbarkeitsnormen hilft Ihnen und Ihrem Produktteam bei der Auswahl des besten Materials für Ihre Anwendung. Produktteams sollten dennoch einen Schritt weiter gehen und mit Branchenexperten zusammenarbeiten, um den UL 94-Entflammbarkeitsstandard eines bestimmten Materials genauer zu verstehen und sicherzustellen, dass ihr nächstes Projekt nicht in Flammen aufgeht.

Fast Radius kann Ihnen helfen, auf die UL 94-Entflammbarkeitstabellen zuzugreifen und sie zu verstehen, damit Sie wissen, welche Materialien für Ihre Zwecke am besten geeignet sind. Unser Team verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Arbeit mit einer Vielzahl von Kunststoffen, die alle gemäß den Entflammbarkeitsstandards UL 94 getestet wurden, und wir helfen Ihnen bei jedem Schritt des Herstellungsprozesses. Kontaktieren Sie uns noch heute, um Ihren Materialauswahlprozess für schwer entflammbare Teile anzukurbeln.

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