Een gids voor UL 94 ontvlambaarheidsnormen

Er zijn veel verschillende factoren, waaronder ontstekingsgemak en vlamverspreiding, die de ontvlambaarheid van een kunststof kunnen beïnvloeden. Om de ontvlambaarheid goed te bestuderen en definitief te bepalen hoe ontvlambaar een bepaald plastic is, wenden ingenieurs en productteams zich tot de UL 94-norm.

UL 94 is een veelgebruikte ontvlambaarheidstest voor kunststoffen, gemaakt door de Underwriters Laboratories (UL) die meet hoe een kunststof onderdeel brandt en hoe goed het vlammen voorkomt. UL 94 brandbaarheidstesten rangschikken kunststoffen op basis van hun vermogen om ontsteking af te weren, consistent te blijven bij hoge temperaturen en ontvlambare plastic druppels te produceren.

Aangezien de werkelijke brandomstandigheden onvoorspelbaar zijn, weerspiegelt UL 94-ontvlambaarheid niet hoe een materiaal zal reageren terwijl het in brand staat. In plaats daarvan bepalen UL 94-normen hoe acceptabel of bruikbaar een specifiek plastic materiaal is voor een bepaald doel of onderdeel met betrekking tot zijn ontvlambaarheid.

De UL 94 ontvlambaarheidsnormen beoordelingstabel

De UL 94 norm voor ontvlambaarheidsclassificatie bevat zes categorieën, gerangschikt van minst tot meest vlambestendig:

UL 94 V-0, V-1 en V-2 normen voor ontvlambaarheid zijn over het algemeen acceptabel voor draagbare, onbeheerde, intermitterende huishoudelijke apparaten zoals koffiemachines of mixers. Verschillende factoren, waaronder de grootte en dikte van het onderdeel, de afstand tot niet-geïsoleerde delen onder spanning en hete draadontsteking, bepalen welke classificatie van toepassing is.

Vlamvertragende additieven voor kunststoffen

De vlambestendigheid van een kunststof kan worden verbeterd door het gebruik van additieven, dit zijn verbindingen die aan kunststoffen worden toegevoegd om de ontvlambaarheid te verminderen. Vlamvertragende additieven voor kunststoffen zijn ontworpen om de verbranding door hitte en vlammen te remmen, te onderdrukken of te vertragen en om plastic onderdelen te beschermen tegen verbranding voordat ze worden ontstoken.

Veel vlamvertragende kunststofadditieven voorkomen pyrolyse om zo brand te voorkomen. Pyrolyse is een proces waarbij polymeermoleculen worden afgebroken tot koolwaterstofmoleculen en ontvlambare gassen en vervolgens worden gecombineerd met zuurstof om exotherme chemische reacties op te leveren. Reactieve vlamvertragende additieven worden in het polymeermolecuul zelf ingebracht, terwijl actieve additieven in het polymeer worden gemengd. Beide soorten kunnen de ontsteking in damp (gasvormig) en gecondenseerde (vaste) toestand van een brand onderdrukken.

Er zijn drie algemene processen voor het produceren van vlamvertragende additieven:

Uitdoving van radicalen in de gasfase

Dit is het meest voorkomende type vlamvertragende additief voor kunststoffen, bekend als broomhoudende vlamvertragers (BRF's). BRF's zijn organohalogeenverbindingen die thermische degradatie ondergaan voordat chemicaliën vrijkomen, die oxidatiereacties van vlammen verminderen. BRF's zijn goedkoop en werken met veel polymeren, maar houd er rekening mee dat halogenen als giftig worden beschouwd voor mens en dier.

Endotherm degradatie

Bij endotherme afbraak worden minerale verbindingen gebruikt die algemeen bekend staan ​​als antacida, zoals aluminium- of magnesiumhydroxiden, als vlamvertragers voor de dampfase van vuur. Deze verbindingen breken af ​​​​wanneer ze worden blootgesteld aan hoge temperaturen en absorberen de warmte die wordt gecreëerd door endotherme reacties. Dit stopt de verbranding, koelt het materiaal af en voorkomt vlammen.

Thermische afscherming (char-formatie)

Fosforvlamvertragers zijn niet-gehalogeneerde verbindingen die bij verhitting fosforzuur vormen, dat een vaste stof verkoolt en een dikke laag koolstof creëert. Dit isoleert het polymeer en vertraagt ​​de pyrolyse, wat resulteert in het gehinderd vrijkomen van gassen die een brand kunnen aanwakkeren. Fosforvlamvertragende additieven kunnen actief of reactief zijn, en u kunt halogenen toevoegen die inwerken op de gasfase van vuur voor een betere bescherming.

Sommige kunststoffen zijn inherent hittebestendig en hebben een hoog smeltpunt, waardoor ze niet in brand vliegen. Deze kunststoffen hebben geen vlamvertragende additieven nodig om verbranding te bestrijden - polyetherimide (PEI) is bijvoorbeeld van nature vlambestendig, terwijl polybenzimidazol (PBI) niet brandt en geen bekend smeltpunt heeft.

Beheers de UL 94 ontvlambaarheidsnormen met Fast Radius

Als het om ontvlambaarheid gaat, wil je geen enkel risico nemen. Door te verwijzen naar de UL 94 ontvlambaarheidsnormen, kunnen u en uw productteam het beste materiaal voor uw toepassing kiezen. Productteams moeten nog steeds een stap verder gaan en samenwerken met experts uit de industrie om de UL 94-ontvlambaarheidsnorm van een bepaald materiaal nauwkeuriger te begrijpen en ervoor te zorgen dat hun volgende project niet in vlammen opgaat.

Fast Radius kan u helpen om met vertrouwen toegang te krijgen tot UL 94-brandbaarheidskaarten en deze te begrijpen, zodat u weet welke materialen het meest geschikt zijn voor uw doeleinden. Ons team heeft uitgebreide ervaring met het werken met een breed scala aan kunststoffen die allemaal zijn getest volgens de UL 94-normen voor ontvlambaarheid, en we zullen u helpen bij elke stap van het productieproces. Neem vandaag nog contact met ons op om uw materiaalkeuzeproces voor vlambestendige onderdelen op gang te brengen.

Lees meer over warmtebehandelingen voor CNC-productie en andere soorten materiaalweerstand door een bezoek te brengen aan het Fast Radius-resourcecentrum.

Klaar om uw onderdelen te maken met Fast Radius?