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線纜結(jié)構(gòu)的設(shè)計和材料的選用對于線纜的防火性能都有較大的影響,如金屬鎧裝層可以有效地防止線纜著火;低煙聚氯乙烯(PVC)、無鹵低煙(LSZH)材料、高溫材料可以控制火焰的蔓延及有毒煙霧的產(chǎn)生。而尤以線纜阻燃材料的合理選擇是提高線纜安全性能和減少火災隱患的關(guān)鍵措施之一。
二: 線纜材料的阻燃機理
線纜阻燃材料是在以基體聚合物(或稱樹脂)為主體,加入增塑劑、熱穩(wěn)定劑、潤滑劑、抗氧化劑、抗紫外線劑等的體系中增加了阻燃成分,從而起到阻止材料被引燃和抑制火焰?zhèn)鞑サ淖饔谩?/p>
(一):線纜材料的燃燒行為及阻燃方式 線纜材料的燃燒行為
線纜材料的燃燒行為可用以下幾個性能參數(shù)來描述:(1)點燃材料的難易程度。可用臨界氧指數(shù)(cOI)或極限氧指數(shù)(LOI)來定義,該值越高,說明該材料的著火以及火焰蔓延越困難。通常,COI≥30%阻燃;LOI≤23%可燃;LOI在24%~28%之間稍阻燃;LOI在29%~35%之間阻燃;LOI≥36%高阻燃。(2)火在材料表面蔓延的速度。(3)耐燃性,即火燒穿材料的速度。(4)釋熱速率(HRR)。(5)火熄滅的難易程度。(6)生煙性,包括發(fā)煙量、煙發(fā)生的速度和煙的成分。(7)產(chǎn)生的毒性氣體的成分、數(shù)量和生成的速度。 線纜材料的阻燃方式
線纜材料的阻燃可以通過用化學或物理的方法,改變聚合物的組成結(jié)構(gòu),以達到阻燃效果,如:在聚合物分子中加入起著阻燃作用的元素,如溴、氯、磷、銻、硼等;用化學交聯(lián)或輻照交聯(lián),使線性聚合物大分子變成具有三度空間網(wǎng)狀、體型結(jié)構(gòu)的物質(zhì),提高其熱穩(wěn)定性和成炭性。也可以通過添加阻燃劑到基體聚合物中,燃燒時,阻燃成分以不同的方式與機制在聚合物燃燒的不同區(qū)域進行阻燃。
三:線纜材料阻燃劑的選用原則和種類
阻燃劑是阻止材料被引燃并抑制火焰進一步蔓延的添加劑。阻燃劑可分成反應(yīng)型和添加型兩種。其中反應(yīng)型阻燃劑是在聚合物合成過程中就引入阻燃元素;添加型阻燃劑是在對樹脂進行成型加工時加人,通常為一個復合的阻燃體系。 (一)線纜材料阻燃劑的選用原則 quick888.cn
(1)阻燃劑、阻燃填料和阻燃協(xié)效劑等必須與基體聚合物有較好的相容性。 quick888.cn
(2)阻燃劑與基體聚合物在熱分解上越匹配, 阻燃劑的效率就越高,即用較少的阻燃劑可達到同 樣的阻燃效果。 quick888.cn
根據(jù)大量理論與實踐證明,只有阻燃劑的熱分解曲線全部低于基體聚合物的熱分解曲線,使阻燃劑熱分解產(chǎn)生的氣體、碎片物等持續(xù)包圍在基體聚合物周圍,阻燃劑的作用才能有效發(fā)揮();并且阻燃劑的熱分解曲線比基體聚合物的熱分解曲線低約60~75℃時阻燃效果最好;還要注意阻燃劑熱分解溫度與基體聚合物加工溫度的差距和匹配。 (3)阻燃劑在基體聚合物加工溫度范圍內(nèi)的狀態(tài),最好是熔化后的流動態(tài),并且阻燃劑的分解溫度與基體聚合物加工溫度有較大間隔,即應(yīng)選擇那些熔點在基體聚合物加工溫度以下,而分解溫度又遠高于此加工溫度的阻燃劑。
(4)選擇阻燃劑體系時應(yīng)考慮充分利用協(xié)同作用,盡量減少阻燃劑的用量,以期線纜阻燃材料的物理機械性能與基體聚合物的相比降低不多。
(5)可采用氧指數(shù)曲線斜率法來判斷阻燃劑的阻燃效率()。以同一基體聚合物為標準,氧指數(shù)曲線斜率越大,阻燃劑的阻燃效率越高。
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