Poliolefin elastomer esaslı kablo dış kılıfının yanmazlık özelliklerinin iyileştirilmesi

Bu çalışmada, amonyum polifosfat/pentaeritritol esaslı kabaran alev geciktirici (IFR) sistemin organo-modifiye sepiyolit nanokil (SP) ile poliolefin elastomer/lineer düşük yoğunluklu polietilen esaslı kablo dış kılıf bileşim (compound) formülasyonlarında sinerjik etkisi sistematik olarak değerlendirilmiştir. Elde edilen farklı formülasyondaki kablo dış kılıf bileşimlerinin mekanik, termal, alev geciktirici ve morfolojik özellikleri, çekme test cihazı, termogravimetrik analiz cihazı, limit oksijen indeks cihazı, konik kalorimetre cihazı ve taramalı elektron mikroskobu ile analiz edilmiştir. Analiz sonuçları ağırlıkça %60 alev geciktirici katkı maddesi olarak metal hidroksit esaslı ATH içeren ve ticari kullanıma sahip olan referans bileşim formülasyonu ile karşılaştırılmıştır. Bileşim formülasyonlarında, ağırlıkça %25-60 arasında değişen oranlarda kabaran alev geciktirici katkı kullanılmıştır. Ağırlıkça %60 oranında IFR katkısının mekanik değerleri olumsuz etkilediği ve referans bileşimden (compound) beklenen özelliklerin daha düşük katkı oranlarıyla sağlanabildiği gözlenmiştir. IFR oranının %40'tan %25'e düşürülmesi, sadece çekme mukavemetini ve kopma uzama değerlerini iyileştirmekle kalmamış, aynı zamanda ST8 tipi kablo dış kılıf standardının zorunlu yanıcılık gerekliliklerini de sağlamıştır. Bileşim formülasyonlarına ağırlıkça %3 ve %5 oranında damlama önleyici bir ajan olarak organo-modifiye SP nanokil eklenmesi, LOI değerlerini %27 ila %30 arasında bir miktar iyileştirmiştir. SP nanokilinin eklenmesi ve eklenmemesi durumlarında bileşimlerim termal özellikleri, IFR konsantrasyonunun arttırılmasıyla belirli bir dereceye kadar iyileştirilmiştir. Konik kalorimetre sonuçlarına göre, bileşimlerin ısı salım hızı ve toplam ısı salım değerleri gibi yanıcılık parametreleri, hem IFR hem de SP nanokil eklenmesiyle önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Ayrıca, damlama önleyici bir ajan olan SP nanokil ilavesi yanma hızını azaltarak, SEM analizi ile konik kalorimetri testine tabi tutulan numune kalıntılarının yüzeylerinde daha az çatlak ve delik ile daha pürüzsüz ve daha kompakt bir karbon kalıntısı sağladığı gözlenmiştir. Yanma sonrası oluşan karbon kalıntısı sebebiyle yanma sırasında polimer yüzeydeki ısı ve kütle transferini sınırlandırdığı kanıtlanmıştır.