PVC与聚丙烯薄膜填料的可燃性

这是一个有效的问题,布伦特伍德是相当有能力回答,因为我们既生产聚氯乙烯和聚丙烯薄膜填充。要更深入地了解这两种聚合物之间的化学差异,可以参考CTI论文TP15-21。这篇文章将把讨论保持在一个总体层面的差异。

首先要注意的是,聚丙烯(PP)薄膜填料可以用于比由聚氯乙烯(PVC)制成的相同填料产品更高的温度应用。这纯粹是由于材料的性质和相应的热偏转温度。对于逆流应用,PVC膜填料建议在140华氏度或以下操作(可能处理短期温度偏移更高),而对于逆流应用,PP膜填料建议在175华氏度或以下操作(可能处理短期温度偏移更高)。这使得PP可以用于需要更高水温的应用。参见下面的图表以获得更多参考。

物料操作温度表

有一个方面很少被提及,可能是因为它变得有点复杂,那就是PVC和PP产品之间的表面能差异。从Rich Aull和Tim Krell发表的CTI论文t00 -01中,我们发现“任何聚合物的自然表面本质上都是疏水的,即水倾向于珠状堆积,并抗拒形成光滑均匀的水膜。”如果水膜发育不充分,充填体将无法达到预期的性能,从而影响其性能。在使用期间,填料表面的疏水性会降低,随着时间的推移,其表面会完全老化,从而使水形成薄膜。”PVC的表面能比PP低得多,老化速度也快得多,而PP的表面特征与不粘锅非常相似。“聚丙烯的表面更‘蜡质’,很难老化。在老化设施中使用三周后,低水负荷特性曲线仍未完全形成……结论是,聚丙烯填料将无法实现其2-3倍于PVC的全部性能潜力,而且可能永远无法在较低的水率下实现。”这可能是一个关键点,当认证热性能测试需要一个新的冷却塔或改造。不了解这种材料属性的差异可能会使安装承包商和业主损失大量金钱。

最后,我们将看一下PVC和PP之间的火灾风险潜力。了解“火”的基本含义就是了解燃烧过程。在本文中保持较高的水平,火是一个三腿过程,如下图所示。燃烧过程需要燃料、氧气和热量的适当混合才能发生。

消防图

一般来说,PP比PVC更易燃。由于PVC配方中含有大量的氯,因此它本质上是一种自熄阻燃材料,其燃烧特性接近纸张、木材和稻草。相比之下,PP更可以被看作是一种固体碳氢化合物燃料,非常可燃,燃烧特性更接近航空燃料和汽油,如下图所示的测试结果。

材料燃烧图

这可以在下面的图表中看到一个非常直接的可视化表示,它显示了两种产品的许多极限氧指数(LOI)测试的结果(ASTM测试D2863)。LOI测试提供给我们的是一个可重复和精确的数字,它显示了材料着火的可能性和它维持火灾的能力。当正常大气空气(海平面)含21%的氧气时,材料LOI值越高,材料的耐火性能越好。注意所有的PP材料,包括那些列出的防火剂(FR)添加剂,非常接近或低于21%的线。这些材料有很高的引燃风险,并将维持火灾。现在注意图表上的第二条黑线,它的位置是27%。这条线表示在塑料工业中普遍认可的氧浓度,在实际应用中,该材料通常会表现出阻燃特性。也就是说,任何LOI低于27%的材料,虽然比LOI低于21%的材料好,但仍然容易着火并持续燃烧。LOI数值高于27%的材料肯定开始显示出抗点燃和持续火焰的能力。高于27%的越高,材料的阻燃性越强,越难点燃。 Note that all of the PVC samples fall well above 27 with the lowest being 38 for European PVC, containing higher levels of combustible plasticizers. Again, this is due to the inherent nature of PVC and its self-extinguishing characteristic due to the chlorine in the material.

量的结果

总之,PVC和PP之间有明显的区别。这是由工程师或业主来决定他们需要什么填充材料。如果是高温应用,那么如果HPVC产品不能满足需求,那么PP可能是一个考虑因素,但性能应该与PP可能永远不会完全老化和预期的性能相权衡,是一种更容易着火的材料,像航空燃料一样燃烧迅速和热。很少有一个解决方案可以适用于所有的应用程序。理解这一点很重要所有不同填料设计和材料配方的风险和好处。人们必须考虑和权衡选择参数,如热性能和初始成本,但也应该包括材料特性以及总成本和潜在风险,以评估任何给定应用的最佳填充选择。

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