Fire resistant glass fabric-epoxy composites with reduced smoke emission

• Autorzy: Oliwa Rafał , Oleksy Mariusz , Oliwa Joanna , Węgier Aleksandra , Krauze Sławomir , Kowalski Maciej

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.4.7

Warianty tytułu

PL

Ognioodporne kompozyty epoksydowe wzmocnione tkaniną szklaną o zmniejszonej emisji dymów

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In this article a preparation method of epoxy resin/glass fabric composites with reduced flammability and smoke emission was presented. For this purpose the two groups of powder-epoxy compositions containing: (1) melamine polyphosphate (MPP) and aluminum diethyl phosphinate (AlDPi); (2) ammonium polyphosphate (APP) and dipentaerythritol (DPE) were used as matrices in six-ply glass fabric reinforced composites. The flame retardants content was 25 wt %. In addition, the 10–15 wt % of zinc borate (ZB) as a smoke reducing agent was added to each compositions. The flame resistant and smoke emission of prepared laminates designed for application in public transport components were evaluated. It was found that with the increase of zinc borate content, the emission of fumes decreased. The lowest maximum of specific optical density (Dsmax = 312.2), specific optical density in the first 4 minutes of the test [Ds(4) = 304.1] and cumulative specific optical densities in the first 4 minutes of the test (VOF4 = 707.6 min) have been achieved for composite containing 10 wt % of MPP, 15 wt % of AlDPi and 15 wt % of ZB. Furthermore, this composite was characterized by V0 class by UL94 test, limiting oxygen index LOI = 36.8 % and maximum average rate of heat emission MAHRE = 80 kW/m2.

PL

Na osnowie z proszkowej żywicy epoksydowej otrzymywano kompozyty wzmocnione tkaniną szklaną, charakteryzujące się zwiększoną odpornością na płomień oraz zmniejszoną emisją dymów. Przygotowano dwie grupy kompozycji epoksydowych: (1) polifosforanu melaminy (MPP) idietylofosfinianu glinu (AlDPi); (2) polifosforanu amonu (APP) i dipentaerytrytu (DPE), które wykorzystano jako osnowy w sześciowarstwowych kompozytach wzmocnionych tkaniną szklaną. Zawartość uniepalniaczy wynosiła 25 %mas. W celu zmniejszenia intensywności wydzielania dymów do kompozycji wprowadzano też 10–15 % mas. boranu cynku (ZB). Wyniki badań potwierdziły, że wraz ze zwiększaniem zawartości boranu cynku zmniejsza się emisja dymów zbadanych materiałów. Najmniejsze wartości: maksymalnej właściwej gęstości optycznej (Dsmax = 312,2), właściwej gęstości optycznej po 4 minutach badania [Ds(4) = 304,1] oraz łącznej wartości właściwych gęstości optycznych w pierwszych 4 minutach badania (VOF4 = 707,6 min) wykazywał kompozyt wytworzony z 10 % mas. MPP, 15 % mas. AlDPi oraz 15 % mas. ZB. Kompozyt ten charakteryzował się klasą palności V0 wg testu palności UL94, indeksem tlenowym LOI = 36,8 % oraz maksymalną średnią szybkością emisji ciepła MAHRE = 80kW/m².

Słowa kluczowe

EN

powder-epoxy resin; glass fiber; composites; fire resistant; smoke emission

PL

proszkowa żywica epoksydowa; włókna szklane; kompozyty; odporność na ogień; emisja dymów

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 4
• Strony: 290--293
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., rys. kolor.

Twórcy

autor

Oliwa Rafał

• Rzeszow University of Technology, Faculty Chemistry, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Oleksy Mariusz

• Rzeszow University of Technology, Faculty Chemistry, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Oliwa Joanna

• Rzeszow University of Technology, Faculty Chemistry, Al. Powstańców Warszawy 12, 35-959 Rzeszów, Poland

autor

Węgier Aleksandra

• SZTK TAPS Maciej Kowalski, Borowa 4, 94-247 Łódź, Poland

autor

Krauze Sławomir

• SZTK TAPS Maciej Kowalski, Borowa 4, 94-247 Łódź, Poland

autor

Kowalski Maciej

• SZTK TAPS Maciej Kowalski, Borowa 4, 94-247 Łódź, Poland

Bibliografia

• [1] Burgoyne C.J.: Structural Engineering International 1999, 9, 267.
• [2] Skoglund T., Bolzinger B.: Reinforced Plastics 2001, 45, 50.
• [3] Nayak R.K., Dash A., Ray B.C.: Procedia Materials Science 2014, 6, 1359 https://doi.org/10.1016/j.mspro.2014.07.115
• [4] Toldy A., Szolnoki B., Marosi G.: Polymer Degradation and Stability 2011, 96, 371 https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2010.03.021
• [5] Matykiewicz D., Przybyszewski B., Stanik R., Czulak A.: Composites: Part B 2017, 108, 224 https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2016.10.003
• [6] Rajaei M., Wang D.-Y., Bhattacharyya D.: Composites: Part B 2017, 113, 381 https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2017.01.039
• [7] Tang Q., Wang B., Shi Y. et al.: Industrial & Engineering Chemistry Research 2013, 52, 5640 https://doi.org/10.1021/ie302591r
• [8] Wang X., Song L., Pornwannchai W. et al.: Composites: Part A 2013, 53, 88 https://doi.org/10.1016/j.compositesa.2013.05.017
• [9] Wang J., Qian L., Xu B. et al.: Polymer Degradation and Stability 2015, 122, 8 https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2015.10.011
• [10] Hu Q., Peng P., Peng S. et al.: Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 2017, 128, 201 https://doi.org/10.1007/s10973-016-5907-7
• [11] Chen X., Liu L., Jiao C.: Advances in Polymer Technology 2015, 34, 21 516 https://doi.org/10.1002/adv.21516
• [12] Chen M.-J., Lin Y.-C., Wang X.-N. et al.: Industrial & Engineering Chemistry Research 2015, 54, 12 705 https://doi.org/10.1021/acs.iecr.5b03877
• [13] Wang X., Xing W., Feng X. et al.: Chemical Engineering Journal 2014, 250, 212 https://doi.org/10.1016/j.cej.2014.01.106
• [14] Jiang S.-D., Bai Z.-M., Tang G. et al.: Journal of Materials Chemistry A 2014, 2, 17,341 https://doi.org/10.1039/c4ta02882a
• [15] Braun U., Schartel B., Fichera M.A., Jäger C.: Polymer Degradation and Stability 2007, 92, 1528 https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2007.05.007
• [16] Wu K., Zhang Y.K., Zhang K. et. al.: Journal of Analytical and Applied Pyrolysis 2012, 94, 196 https://doi.org/10.1016/j.jaap.2011.12.009

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).