Metoda badawcza normy ASTM D635 dotycząca szybkości spalania i/lub zakresu i czasu spalania tworzyw sztucznych w pozycji poziomej

Norma „ASTM D635 Standardowa metoda badania szybkości spalania i/lub zakresu i czasu spalania tworzyw sztucznych w pozycji poziomej”, opublikowana przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów (ASTM), opisuje małoskalową procedurę badań laboratoryjnych, mającą na celu porównanie względnej liniowej szybkości spalania lub zakresu i czasu spalania, lub obu tych parametrów, tworzyw sztucznych w formie sztabek formowanych lub ciętych z arkuszy, płyt lub paneli i testowanych w pozycji poziomej.

Ta metoda badania reakcji na ogień jest technicznie równoważna metodzie A opisanej w normie IEC 60695-11-10. W związku z tym uznaje się ją za zgodną z międzynarodowymi normami dotyczącymi badań palności.

Aby uzyskać dodatkowe informacje na temat materiałów, które nie spalają się do pierwszego znaku odniesienia podczas tego testu, należy zastosować metodę badawczą zgodną z normą ASTM D380.

Niniejsza metoda badawcza została opracowana dla materiałów polimerowych stosowanych w urządzeniach i przyrządach. Wyniki mają służyć jako wstępny wskaźnik ich akceptowalności pod względem palności dla konkretnego zastosowania. Ostateczna akceptacja materiału zależy od jego zastosowania w kompletnym urządzeniu, zgodnym z obowiązującą normą dla danego urządzenia.

System klasyfikacji opisany w załączniku do niniejszej normy ma na celu zapewnienie jakości i wstępny wybór materiałów składowych wyrobów (załącznik X1).

Badania przeprowadzone na materiale w warunkach określonych w niniejszej normie są cenne dla porównania szybkości spalania lub czasu trwania i zakresu spalania, bądź obu tych parametrów, różnych materiałów, dla kontroli procesów produkcyjnych lub jako miara pogorszenia lub zmiany tych właściwości spalania przed lub w trakcie użytkowania. Nie zakłada się korelacji z palnością w rzeczywistych warunkach użytkowania.

Na szybkość spalania i inne zjawiska spalania wpływają takie czynniki, jak gęstość, pigmenty, anizotropia materiału oraz grubość próbki. Dane testowe porównuje się tylko dla próbek o podobnej grubości, niezależnie od tego, czy porównania dotyczą tych samych, czy różnych materiałów. Szybkość spalania i inne zjawiska spalania zmieniają się wraz z grubością.

Materiały arkuszowe poddawane naprężeniom podczas przetwarzania mogą się rozluźnić podczas wypalania, dając nieprawidłowe wyniki, chyba że zostaną podgrzane powyżej temperatury ugięcia przez czas wystarczający do całkowitego rozluźnienia, zgodnie z metodą badawczą określoną w normie ASTM D648.

Testy spalania wymagają arbitralnego ustalenia pewnych zmiennych, takich jak wielkość próbki, źródło energii, czas aplikacji i punkty końcowe. Materiały, które są wyjątkowo wrażliwe na jeden lub więcej warunków wybranych dla tej metody, będą dawać bardzo zróżnicowane wyniki. W takich przypadkach preferowana jest dodatkowa charakterystyka spalania innymi metodami.

W tej metodzie badawczej próbki poddaje się określonym warunkom badań laboratoryjnych. Nie zawsze jest możliwe przewidzenie zmian właściwości reakcji na ogień mierzonych za pomocą tego badania lub na jego podstawie, jeśli zostaną zmodyfikowane inne warunki badania lub zmienione zostaną warunki użytkowania. Dlatego wyniki są ważne tylko dla warunków ekspozycji na ogień opisanych w tej procedurze.

ASTM D635 to krytyczny protokół opracowany do oceny palności tworzyw sztucznych. Ten test laboratoryjny na małą skalę jest szeroko stosowany do oceny bezpieczeństwa pożarowego materiałów polimerowych stosowanych w urządzeniach i urządzeniach w takich branżach jak budownictwo, motoryzacja i elektronika. Opisana metoda badawcza została zaprojektowana do pomiaru szybkości, zakresu i czasu trwania spalania samonośnych tworzyw sztucznych w pozycji poziomej. Służy ona jako narzędzie przesiewowe do porównywania względnej palności różnych tworzyw sztucznych w kontrolowanych warunkach. Metoda ta jest szczególnie ważna w przypadku materiałów polimerowych stosowanych w elementach urządzeń i urządzeń, ponieważ pozwala wstępnie określić ich ognioodporność. Nie jest ona jednak przeznaczona do przewidywania palności w rzeczywistych warunkach pożaru. Zamiast tego ma ona na celu dostarczenie danych porównawczych do doboru materiałów, kontroli jakości i zgodności z normami bezpieczeństwa.

Główne cele normy ASTM D635 to:

• Określanie szybkości spalania: Mierzy szybkość, z jaką tworzywo sztuczne pali się pod wpływem ognia.
• Ocena zakresu i czasu trwania spalania: Ocena odległości i czasu rozprzestrzeniania się płomienia po zapłonie.
• Zapewnienie zgodności z przepisami bezpieczeństwa: Pomaga producentom wybierać materiały spełniające normy bezpieczeństwa przeciwpożarowego w takich branżach jak budownictwo i elektronika.

Ta metoda badawcza wykorzystuje znormalizowaną procedurę, aby zapewnić spójne i porównywalne wyniki w różnych laboratoriach. Podstawowe kroki mojej metody są następujące:

• Przygotowanie próbek: Próbki testowe przygotowuje się o wymiarach nominalnych 125 mm długości, 13 mm szerokości i nie więcej niż 13 mm grubości. Próbki są kondycjonowane w temperaturze 23°C i przy wilgotności względnej 50% przez co najmniej 48 godzin w celu standaryzacji czynników środowiskowych.
• Przygotowanie: Próbkę umieszcza się poziomo w komorze testowej, podpierając ją z jednego końca i odsłaniając wolny koniec.
• Zapłon: Do wolnego końca próbki przykładany jest palnik Bunsena, wyregulowany tak, aby wytwarzał niebieski płomień o wysokości 20 mm przy przepływie metanu 105 ml/min, na 30 sekund. Jeśli czoło płomienia osiągnie punkt odniesienia 25 mm w ciągu 30 sekund, podawanie płomienia zostaje przerwane.
• Obserwacja i pomiar: Po usunięciu płomienia rejestruje się czas trwania i stopień spalania. Podstawowe pomiary to:
  • Czy płomienie sięgają punktów odniesienia 25 mm i 100 mm.
  • Czas, jaki upłynął pomiędzy znacznikami 25 mm i 100 mm, jeśli ma to zastosowanie.
  • Uszkodzona długość pomiędzy znakami 25 mm i 100 mm.
  • Liniowa szybkość spalania (w mm/min) obliczona, gdy płomień osiągnie znacznik 100 mm.
• Klasyfikacja (opcjonalnie): Materiały można klasyfikować jako HB (spalanie poziome), CC1 lub CC2 na podstawie szybkości i zakresu spalania, zgodnie z załącznikiem do normy. Na przykład materiał jest klasyfikowany jako HB, jeśli jego szybkość spalania nie przekracza 40 mm/min dla próbek o grubości 3–13 mm lub 75 mm/min dla próbek cieńszych niż 3 mm.

Zgodnie z odpowiednimi normami, takimi jak UL 94, która jest zgodna z normą ASTM D635, materiały można podzielić na następujące kategorie ze względu na ich zachowanie podczas spalania:

• Klasa A: Brak widocznego spalania po usunięciu płomienia.
• Klasa B: Po usunięciu płomienia czoło płomienia nie przekracza granicy 25 mm.
• Klasa C: Front płomienia przekracza 25 mm, ale nie osiąga 100 mm.
• Klasa D: Front płomienia przekracza granicę 100 mm, a szybkość spalania nie przekracza 40 mm na minutę w grubszych próbkach.

Klasyfikacje te nie są oficjalnie częścią normy ASTM D635, są jednak powszechnie stosowane w praktyce przemysłowej.

Normę ASTM D635 uważa się za wartościową z następujących powodów:

• Analiza porównawcza: Umożliwia producentom porównanie właściwości spalania różnych tworzyw sztucznych, co ułatwia dobór materiałów do konkretnych zastosowań.
• Kontrola jakości: Testowanie pozwala monitorować zmiany w charakterystyce spalania wynikające z degradacji materiału podczas produkcji lub z upływem czasu.
• Zgodność z przepisami: Często wymagana przez organy regulacyjne, takie jak Międzynarodowy Kodeks Budowlany (IBC), w celu zapewnienia, że ​​materiały spełniają normy bezpieczeństwa przeciwpożarowego, w szczególności w przypadku tworzyw sztucznych przepuszczających światło, stosowanych w budownictwie lub częściach samochodowych.
• Ograniczenia: Test nie symuluje rzeczywistych warunków pożaru, a jego wyników nie należy wykorzystywać do oceny skuteczności w rzeczywistych scenariuszach pożarowych. Na wyniki mogą wpływać takie czynniki, jak gęstość materiału, grubość, dodatki oraz warunki środowiskowe (np. temperatura, wilgotność).

Czynniki wpływające na wyniki testów obejmują:

• Skład chemiczny: Dodatki, wypełniacze i środki zmniejszające palność mogą zwiększać lub zmniejszać odporność na ogień.
• Grubość próbki: Grubsze próbki spalają się na ogół wolniej niż cieńsze.
• Warunki środowiskowe: Zmiany temperatury lub wilgotności podczas testów mogą mieć wpływ na zachowanie się procesu spalania.
• Anizotropia materiału: Orientacja łańcuchów polimerowych lub włókien wzmacniających może mieć wpływ na rozprzestrzenianie się płomienia.

Norma ASTM D635 jest powszechnie stosowana w branżach, w których bezpieczeństwo przeciwpożarowe jest priorytetem:

• Budownictwo: Zapewnia, że ​​grubościenne tworzywa sztuczne stosowane w izolacji, rurociągach lub elementach konstrukcyjnych spełniają normy bezpieczeństwa przeciwpożarowego.
• Motoryzacja: Ocena ognioodporności tworzyw sztucznych w częściach wewnętrznych i podzespołach pod maską w celu ochrony pasażerów i pojazdów.
• Elektronika: Ocena tworzyw sztucznych stosowanych w urządzeniach i sprzętach AGD pod kątem zapobiegania zagrożeniom pożarowym wynikającym ze zwarć lub przegrzania.

W rezultacie norma ASTM D635 jest podstawowym narzędziem oceny palności tworzyw sztucznych w kontrolowanych testach spalania poziomego. Dostarczając danych na temat szybkości, zakresu i czasu trwania spalania, pomaga producentom dobierać bezpieczne materiały, przestrzegać norm regulacyjnych i utrzymywać kontrolę jakości. Chociaż nie przewiduje ona rzeczywistej odporności na ogień, jej znormalizowana metodologia dostarcza cennych informacji dla branż zależnych od materiałów polimerowych.

Nasza organizacja, działająca od wielu lat i skrupulatnie śledząca globalny rozwój nauki i technologii, zatrudnia zespół doświadczonych specjalistów i dysponuje szeroką infrastrukturą do przeprowadzania testów, pomiarów i analiz w szerokim zakresie dziedzin dla firm ze wszystkich sektorów. W tym kontekście świadczymy również usługi testowania zgodnie ze standardową metodą ASTM D635 dotyczącą szybkości spalania i/lub zakresu i czasu spalania tworzyw sztucznych w pozycji poziomej.