عملكرد در برابر آتش كامپوزيت پلي‌يورتان گرمانرم با تاخيرانداز شعله-تورمي و نانوسيليكا: مطالعه هم‌افزايي

فرضيه‌: هدف از اين پژوهش، بهبود رفتار در برابر آتش گرمانرم پلي‌يورتان (TPU) با افزودني‌هاي تأخيرانداز شعله-تورمي (IFR) و نانوذره سيليكا به‌عنوان عامل هم‌افزاست. روش‌ها: سامانه شعله-تورمي متشكل از آمونيوم پلي‌فسفات (APP)، ملامين پلي‌فسفات (MPP) و پنتااريتريتول (PER) با روش اختلاط مذاب به TPU افزوده شد. اشتعال‌پذيري كامپوزيت با آزمون سوختن عمودي UL94 و كارايي نانوسيليكا با آزمون گرماسنجي مخروطي ارزيابي شد. سپس، نانوسيليكا با درصد وزني بسيار كم به‌عنوان هم‌افزا به كامپوزيت TPU-IFR افزوده و خواص آتش بررسي شد. پايداري گرمايي و ساختار زغال پس از سوختن به‌ترتيب با تجزيه گرماوزن‌سنجي (TGA) و ميكروسكوپ الكتروني (FE-SEM) بررسي شد. يافته‌ها: نتايج آزمون‌ها، اثربخشي سامانه IFR را با كاهش شايان توجه حداكثر شدت توليد دود و شدت رهايش گرما (PHRR)(PSPR) به‌ترتيب 58.3 و %62.6 نشان داد. افزودن %0.5 وزني نانوسيليكا به‌عنوان عامل هم‌افزا به سامانه IFR-TPU، سبب كاهش %75 در PHRR و %79.2 در PSPR نسبت به TPU مرجع و حذف شره مذاب شد. اين نتيجه، هم‌افزايي مؤثر نانوسيليكا را در تقويت  خواص نانوسيليكاي TPU تأييد كرد. هر دو كامپوزيت در آزمون UL-94 به درجه V0 دست يافتند. بازده زغال از %6 در TPU به %31.2 در TPU-IFR و %58.9 در  نانوكامپوزيت TPU افزايش يافت. بررسي ساختار زغال با ميكروسكوپي الكتروني پويشي گسيل ميداني (FE-SEM)، وجود ساختار فشرده و يكپارچه را در نانوكامپوزيت TPU نشان داد، در حالي كه زغال حاصل از سوختن TPU-IFR، ساختاري حفره‌دار داشت. تجزيه گرماوزني (TGA) افزايش پايداري گرمايي در هر دو كامپوزيت TPU را با تشكيل زغال به‌عنوان سد گرمايي تأييد كرد. پژوهش حاضر، سامانه نانوسيليكاي شعله-تورمي كارآمدي را در بهبود رفتار TPU در برابر آتش معرفي مي‌كند كه با افزودن مقدار بسيار كم نانوسيليكا به‌عنوان هم‌افزا، ايمني آن در برابر آتش به‌طور شايان توجهي افزايش مي‌يابد.