PVC与聚丙烯薄膜填充物的可燃性比较

这是一个有效的问题,布伦特伍德是相当有能力回答,因为我们生产聚氯乙烯和聚丙烯薄膜填充。要想更深入地了解这两种聚合物之间的化学差异,你可以参考CTI的论文TP15-21。这篇文章将保持对差异的概述。

首先要注意的是,聚丙烯(PP)薄膜填充物比同样的填充物由聚氯乙烯(PVC)制成的填充物可以用于更高温度的应用。这纯粹是由于材料的性质及其相应的热偏转温度。对于逆流应用,建议PVC薄膜填充在140°F或以下运行(有可能处理短期较高的温度波动),然而,对于逆流应用,PP薄膜填料建议在175°F或以下运行(有可能处理短期更高的温度波动)。这使得PP可以用于水温更高的应用。请看下面的图表以获得更多的参考。

材料工作温度图

有一个方面没有被提及很多,可能因为它变得有点复杂,是PVC和PP产品之间的表面能的差异。从CTI的Rich Aull和Tim Krell发表的论文TP00-01中,我们发现“任何聚合物的自然表面都是疏水性的,即水容易结块,不会形成光滑均匀的水膜。”由于水膜发展不充分,填料的预期性能将无法实现,性能将受到影响。在使用过程中,填充物的表面变得不那么疏水,随着时间的推移,表面变得完全适应(老化),允许水形成薄膜。”PVC的表面能比PP低得多,老化速度也快,PP的表面特征与不粘锅非常相似。“聚丙烯的表面更‘光滑’,很难老化。在老化设备中使用三周后,低水负荷特性曲线仍然没有完全发展……结论是,聚丙烯填充材料不能达到PVC的2-3倍的性能潜力,而且可能永远不会在较低的水速率下实现。”这可能是一个关键点,当认证的热性能测试需要一个新的冷却塔或改造。如果不了解材料性能的差异,安装承包商和业主可能会花费大量的钱。

最后,我们将看一看PVC和PP之间的潜在火灾风险。要想对“火灾”有一个基本的了解,就必须了解燃烧过程。在本文中保持较高的水平,fire是一个三条腿的过程,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。

火灾示意图

一般来说,PP比PVC易燃得多。PVC本身是一种自熄阻燃材料,因为其配方中含有丰富的氯,燃烧特性接近纸张、木材和稻草。相比之下,PP更接近于固体碳氢化合物燃料,非常易燃,燃烧特性更接近喷气燃料和汽油,如下面的试验结果所示。

物料燃烧图

下面的图表非常直观地显示了这两种产品(ASTM测试D2863)的许多极限氧指数(LOI)测试结果。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。在正常大气(海平面)含氧21%的情况下,材料LOI值越高,材料的防火性能越好。请注意,所有PP材料,包括那些列出的阻燃(FR)添加剂,非常接近或低于21%的线。这些材料有很高的着火风险,并将保持火灾。现在请注意图表上的第二条黑线,它位于27%的位置。这条线表示塑料行业普遍认可的氧浓度,即材料在实际应用中通常表现出阻燃特性的点。也就是说,任何LOI低于27%的材料,虽然比那些LOI低于21%的材料更好,但仍然容易着火和维持火灾。LOI值高于27%的材料肯定会开始显示出对点燃和维持火焰的抵抗。温度越高,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之间有着明显的区别。由工程师或业主决定填充材料的要求。如果是高温应用,那么聚丙烯可能是一个考虑因素,如果高性能聚氯乙烯产品不能满足需要,但性能应权衡的事实,即聚丙烯可能永远不会完全老化和性能预测,是一种材料,更容易着火,燃烧快,热像喷气燃料。几乎没有一种解决方案适用于所有应用程序。理解是很重要的全部的不同填充设计和材料配方的风险和益处。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,以便评估对于任何给定应用的最佳填充选择。

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