Abstract
This paper focuses on the nature of thermal degradation products formed by combustion of various PMMA nanocomposites and on the kinetics of emission of gases emitted during combustion. Compositions of two kinds of nanosilica and nanoalumina and their combinations with Ammonium PolyPhosphate (APP) in PMMA were prepared. Their thermal degradation was carried out using TGA coupled with FTIR and cone calorimeter. For the compositions of nanooxides, it appears that the kinetics of emission of gases is significantly influenced by the nature of oxide and by the surface treatment, but mainly for silica. Octylsilane modified silica combined with APP leads to an outstanding fire behaviour, due to the formation of a very cohesive and expanded layer containing silicon pyrophosphate, but at the expense of a higher CO emission and a measurable emission of HCN. Even if the presence of fire retardant (APP) and the incorporation of nanosilica with a surface treatment reduce the flammability, the high value of the CO yield could lead to the conclusion that the combination could improve toxicity. But, the nanocomposite based on silica surface treatment coupled with APP, induce a delay of the CO yield emission, which could allow people to evacuate buildings or houses in case of fire
چکیده
این مقاله به ماهیت محصولات تجزیه گرمایی که به وسیله احتراق نانوکامپوزیت های مختلف PMMA تشکیل می شوند و نیز به سینتیک نشر گازها در طی احتراق می پردازد. ترکیباتی از دو نوع نانوسیلیکا و نانوآلومینا و ترکیبات آنها با آمونیوم پلی فسفات (APP) در PMMA تهیه شدند. تجزیه گرمایی آنها با استفاده از TGA همراه با FTIR و کالریمتر مخروطی انجام شد. برای ترکیبات نانواکسیدی، به نظر می رسد که سینتیک نشر گازها به شدت تحت تاثیر ماهیت اکسید و نیز پرداخت سطح است (ولی عمدتا برای سیلیکا). سیلیکای اصلاح شده با اوکتیل سیلان ترکیب شده با APP به یک رفتار احتراقی قابل توجه می انجامد که به دلیل تشکیل یک لایه بسیار چسبنده و منبسط شده حاوی پیروفسفات سیلیکون می باشد ولی این به قیمت نشر بیشتر CO و نشر قابل اندازه گیری HCN تمام می شود. حتی اگر حضورماده تاخیرانداز احتراق (APP) و وارد کردن نانوسیلیکا با یک پرداخت سطح، اشتعال پذیری را کاهش دهد، مقدار زیاد بازده CO ما را به این نتیجه گیری می رساند که این ترکیب می تواند سمیت را بهبود بخشد. ولی نانوکامپوزیت مبتنی بر پرداخت سطح سیلیکا همراه با APP، سبب ایجاد تاخیر نشر بازده CO می شود که می تواند به افراد امکان دهد تا ساختمان ها یا خانه ها را در صورت آتش سوزی، تخلیه نمایند.
1-مقدمه
در تحقیقات کنونی درباره مواد تاخیرانداز شعله، استفاده از نانو اشیا همواره در حال تغییر است زیرا آنها می توانند خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بهتری را نشان دهند از جمله خصوصیات مکانیکی، الکتریکی، ترموفیزیکی و نیز رفتار احتراقی در برابر پلیمرها. با این همه به منظور برآوردن استانداردهای تاخیراندازی احتراق، نانو اجسام را به تنهایی نمی توان به کار برد و ترکیباتی با تاخیراندازهای شعله را باید استفاده نمود....