تأثیر ذرات نانو کربنات کلسیم بر کاهش سرعت پیش روی شعله بر روی پلیپروپیلن
چکیده
با توجه به کاربرد و استفادۀ گستردۀ پلی پروپیلن (پی پی) در زندگی روزانه و قابلیت اشتعالی بالایی که دارد، لزوم مطالعۀ دقیق رفتار احتراقی آن اجتناب ناپذیر است. مواد پلیمری در اثر جذب حرارت تجزیه شده و گازهای قابل احتراقی تولید می کنند که در صورت قرار گرفتن در شرایط مناسب شعله ور می شوند. نتایج پژوهش های متعدد آزمایشگاهی و تئوری نشان داده است که نرخ تجزیۀ حرارتی و یا به عبارت دیگر نرخ تولید گازهای قابل احتراق مهم ترین عامل در فرایند افروزش پلیمرها می باشد. ایمنی مواد در برابر آتش را می توان به قدر کافی با افزایش مقاومت افروزش، کاهش سرعت پیش روی شعله، کاهش نرخ حرات آزاد شده و کاهش تولید گازهای خطرناک و محصولات احتراق و ترجیحاً بکار بستن تمام موارد افزایش داد. استفاده از افزودنی های تأخیرانداز شعله بیشترین روش مشترک برای افزایش ایمنی در برابر آتش در محدودۀ وسیعی از محصولات پلیمری می باشد. به همین دلیل بررسی اثر مواد افزودنی جهت کنترل نرخ تجزیۀ حرارتی پلیمرها به گونه ای که بر روی خواص فیزیکی و قیمت محصول تمام شده حداقل تأثیر را داشته باشد از اهمیت بالایی برخوردار است. کربنات کلسیم مادۀ نسبتاً ارزانی است که در طبیعت به وفور وجود دارد و باعث پایداری حرارتی و تقویت کردن برخی خواص مکانیکی پلی پروپیلن می شود. یکی از کاربردهای مهم فناوری نانو بالا بردن مقاومت پلیمرها در برابر آتش و درنتیجه دیرسوز کردن آن ها می باشد. در این پژوهش اثر ذرات نانو کربنات کلسیم بر روی سرعت پیش روی شعله، نرخ حرارت آزاد شده، مقاومت افروزش و تولید گازهای سمی از قبیل منو اکسید کربن در پلی پروپیلن به دو روش آزمایشگاهی و تئوری انجام شده است. نتایج روش آزمایشگاهی (انجام شده بر روی یک ورق قائم) نشان می دهند که افزایش درصد وزنی ذرات نانو کربنات کلسیم به پلی پروپیلن سرعت پیش روی شعله (حرکت شعله به سمت پایین)، نرخ حرارت آزاد شدۀ بیشینه و منواکسید کزبن تولید شده را کاهش می دهد در حالیکه باعث افزایش مقاومت افروزش می گردد. نتایج روش تئوری نشان می دهند که سرعت پیش روی شعله با عکس ضخامت نمونه، خواص حرارتی ماده، ضریب ریزش ماده و درصد مادۀ افزودنی متناسب است. با مقایسه کردن نتایج تئوری و آزمایشگاهی با یکدیگر ضریب تناسب استخراج شده است.