Cam elyaf, karbon elyaf ve organik madde takviyeli kompozit poliüretan köpük malzemelerin ısıl bozunma ve yanma davranışlarının incelenmesi

Abstract

Isı yalıtımında kullanılan çeşitli özelliklerde ısı yalıtım malzemeleri bulunmaktadır. Bunların içerisinde en düşük ısı iletim katsayısına sahip malzemeler poliüretan köpüklerdir. Ayrıca bu köpükler ses, nem ve elektriğe karşı da yalıtım sağlamaktadır. Bu köpük malzemelerin üstün özelliklerinin yanında bazı dezavantajları da vardır. Bunlar tutuşmaya yatkın ve kolayca yanabilir malzemelerdir. Bunlara ek olarak, yanma esnasında ortaya çıkan zehirli gazlar ve is can kayıplarına da yol açmaktadır. Bu sebeplerden dolayı, rijit poliüretan köpük malzemelerin ısıl bozunma ve yanma dirençlerinin iyileştirilmesi için farklı çalışmalar yürütülmektedir. Bu çalışmalarda, alev geciktirici sistem ve/veya farklı organik maddeler köpüklere ilave edilebilmektedir. Bu çalışmada, rijit poliüretan köpük malzemelerin ısıl bozunma ve yanma direncini iyileştirmek için karbon ve cam elyaf hem tek başlarına hem de amonyum polifosfat ve pentaeritritolden oluşan bir kabaran alev geciktirici sistem ile birlikte kullanılmıştır. Ayrıca; öğütülmüş dut yaprağı, MDF tozu ve mısır nişastasının kabaran alev geciktirici sisteminde pentaeritritol yerine karbonlaştırıcı madde olarak kullanımı incelemeye alınmıştır. Karbon ve cam elyafların, kabaran alev geciktirici ile birlikte kullanılması durumunda etkili bir ısıl bozunma ve yanma direnci sağladığı belirlenmiştir. Ayrıca, organik maddeler olan öğütülmüş dut yaprağı, MDF tozu ve mısır nişastasının kabaran alev geciktirici sistem içinde karbonlaştırıcı madde olarak kullanılabileceği tespit edilmiştir.

There are different kinds of thermal insulation materials. Among them, rigid polyurethane foam has the lowest thermal conductivity. In addition, the foams provide insulation against sound, moisture and electricity. Besides their great properties, they have some disadvantages. They are more susceptible to ignition and can burn easily. Furthermore, they lead to casualties due to toxic gases and smoke emitted during their burnings. For these reasons, different studies are carried out for improving the thermal degradation and fire resistance of the polyurethane foams. In these studies, the flame retardant systems and/or various organic materials are incorporated into the foams. In this study, carbon and glass fibers with and without an intumescent flame retardant composed of ammonium polyphosphate and pentaerythritol were used to improve the thermal degradation and fire resistance of the polyurethane foams. In addition, the usages of milled mulberry leaves, MDF sawdust and corn starch as charring agent in the intumescent flame retardant system instead of pentaerythritol were investigated. It was found that carbon and glass fiber with the intumescent flame retardant could improve the thermal degradation and fire resistance. In addition, milled mulberry leaves, MDF sawdust and corn starch as organic matters can be used as charring agent in the synthesis of intumescent flame retardant.