Perché i due principali ostacoli legati ai materiali per cavi a bassa emissione di fumi e privi di alogeni sono ancora più difficili da superare?
Nei sistemi privi di alogeni è possibile selezionare molti ritardanti di fiamma, come il polifosfato di ammonio (APP), l'ipofosfito di alluminio e il fosforo rosso. Tuttavia, chi ha familiarità con i materiali per cavi privi di alogeni e a basso contenuto di fumi sa che questi ritardanti di fiamma vengono utilizzati raramente nei materiali per cavi.I motivi principali sono i seguenti:
(1)Sebbene i ritardanti di fiamma a base di fosforo abbiano un'efficienza ritardante di fiamma maggiore rispetto ai ritardanti di fiamma inorganici, producono una grande quantità di fumo e sono soggetti a precipitazioni;
(2)Costi più elevati: i ritardanti di fiamma inorganici sono più economici e possono essere aggiunti in grandi quantità, riducendo così significativamente il costo dei materiali modificati. Pertanto, i ritardanti di fiamma più comunemente utilizzati nei materiali dei cavi privi di alogeni sono l'idrossido di alluminio (ATH) e l'idrossido di magnesio (MDH). Il loro meccanismo ignifugo è "raffreddamento + diluizione": si decompongono sotto il calore, rilasciando vapore acqueo e diluendo gas combustibili e ossigeno.
Il meccanismo in sé è valido e ha un impatto minimo sulla densità del fumo, ma soffre di due difetti intrinseci:
1.Capacità di carbonizzazione estremamente scarsa: a differenza del PVC, i substrati poliolefinici (come EVA, PE, POE) utilizzati nei materiali per cavi a basso contenuto di fumi e privi di alogeni hanno solo legami carbonio-idrogeno nella loro struttura molecolare, con conseguente quasi nessuno strato carbonizzante autoformante durante la combustione. L'ossido di magnesio (MgO) rimasto dopo la decomposizione dell'idrossido di magnesio è una polvere sciolta e fragile che non può formare una densa barriera al calore e all'ossigeno.
2."Effetto stoppino" amplificato: nei test di combustione in bundle, più cavi sono disposti verticalmente. Quando si accende, la fiamma si propaga verso l'alto lungo il fascio di cavi. Senza uno scheletro resistente dello strato di carbone, il polimero fuso gocciola, scorre o addirittura si stacca, agendo come "cera di candela" e alimentando la propagazione della fiamma. In poche parole: ATH/MDH può sopprimere la fiamma di un singolo cavo (a seconda della quantità aggiunta), ma sotto la "lente d'ingrandimento del fuoco" della combustione in bundle, la sua mancanza di uno "scheletro che forma carbone" è evidente. Allo stesso tempo, poiché i polimeri non possono bruciare completamente, viene prodotta una grande quantità di particelle di carbonio bruciate in modo incompleto (fumo). La bassa emissione di fumo e l'assenza di alogeni sono essenzialmente gemelli, ma l'assenza di alogeni non equivale naturalmente a una bassa emissione di fumo.
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