Improving the flame retardancy using nanoparticles in cable insulation

Al(OH)3 (ATH) ve Mg(OH)2 (MDH) gibi maddeler, ısı etkisi altında su ve oksit bazlı madde oluşturma kabiliyetleri nedeniyle alev geciktirici olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadırlar. Bu çalışmada, nano boyutta Mg(OH)2 sentezlenerek, bu maddenin EVA (etilen-vinil-asetat) kopolimeri ve mikro boyutta Al(OH)3 ve Mg(OH)2 ile birlikte kullanılması ile alev geciktirici özellikleri geliştirilmiş kablo izolasyonları üretilmesi amaçlanmıştır. Çalışma dört bölüme ayrılabilir. Birinci bölümde ATH ve MDH'nin alev geciktirici özellikleri karşılaştırılmıştır. İkinci bölümde, Mg(OH)2 nanopartikülleri farklı hammaddeler kullanılarak sentezlenmiştir. Üçüncü bölümde sentez, fabrika boyutunda yapılmış ve ticari ürün ile karşılaştırılmıştır. Örnekler, taramalı elektron mikroskobu (SEM), Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometresi (FT-IR), X-Işını difraktometresi (XRD), X-Işını floresans spektrometresi (XRF) ve Termogravimetrik analiz (TGA) ile karakterize edilmiştir. Son bölümde, ATH ve MDH kullanılan formüllere farklı miktarlarda nano boyutlu Mg(OH)2 partikülleri eklenmiş; Limit Oksijen İndeksi (LOI) testi ve dikey yanma testi ile alev geciktirici performansları üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Uzama ve çekme dayanımı gibi mekanik özellikler de incelenmiştir. ATH bazlı numunelerde maksimum %9, MDH bazlı numunelerde maksimum %10 oranında karıştırılan, 5-10 nm kalınlıkta ve yer yer uzunlukları 900 nm'ye ulaşan Mg(OH)2 partikülleri LOI değerleri; ATH bazlı numuneler için %26 ve MDH bazlı numuneler için %38 oranında artmıştır. Ancak nanopartikül katkısının artmasıyla mekanik özelliklerde yaşanan kayıplar dikkate alındığında, maksimum %5 oranda nano boyutlu Mg(OH)2 eklenebileceği görülmüştür. Bu durumda bile LOI değerleri ATH bazlı örneklerde %8,6 iken MDH bazlı örneklerde %26 oranında artmıştır.