무게 없이 화재를 견디는

복합 재료가 제공할 것으로 예상되는 기계적 기능의 목록은 잘 알려져 있고 오래되었습니다:강도, 강성, 인성, 내구성, 내후성, 내식성, 내충격성, 내화성. 이 마지막 요구 사항은 복합 재료가 수년 동안 해결해 온 것입니다. 그러나 업계는 지상과 공중 모두에서 전기 자동차(EV)의 개발로 인해 화재 성능에 대한 수요가 증가하고 있으며, 마침내 화재에 민감한 철도, 해양 및 건설 분야로의 침투가 증가하고 있습니다. 시장.

여기서 밝히겠지만 재료 공급업체는 이러한 시장 수요에 대응하고 있지만 업계는 이 시장의 요구 사항을 충족하기 위해 기존의 내화성 솔루션에만 의존할 수 없습니다. 예를 들어, 푸란 및 페놀 수지는 오랫동안 내화성 복합 재료의 솔루션이었습니다. 그러나 이들은 축합 반응을 통해 가교되어 가공을 더 어렵게 만들고 종종 우수한 표면 조도를 달성하기 위해 여러 작업이 필요한 다공성을 생성합니다. 그들은 또한 부서지기 쉬운 경향이 있습니다. 한편, 내화성을 제공하기 위해 수지에 첨가되는 삼수산화알루미늄(ATH)과 같은 난연제는 일반적으로 부피로 20%의 부하가 필요하며, 이는 가공, 기계적 특성 및 표면 마감에 악영향을 미칠 수 있습니다. 한편, 한때 매력적인 대안이었던 할로겐화 난연제는 이제 REACH 및 RoHS를 포함한 범유럽 규정에 의해 금지됩니다. 따라서 복합 재료 산업은 계속해서 새로운 솔루션을 연구하고 개발합니다.

내화성 재료는 또한 화재 발생 시 거주자가 탈출할 수 있는 충분한 시간과 보호 기능을 제공해야 합니다. 가장 엄격한 적용 분야에서 이는 화염 확산, 열 방출, 온도 전달 및 유독성 연기 형성을 방지할 뿐만 아니라 60분 동안 복합 재료의 하중 전달 능력을 유지하는 것을 의미합니다.

FR 방법 및 조치

일반적으로 무기 섬유(예:유리, 탄소, 현무암, 세라믹) 및 무기 매트릭스 재료(예:세라믹/탄소, 금속, 폴리시알레이트/지오폴리머)는 타지 않으며 많은 경우 고온을 견딜 수 있습니다. 그러나 대부분의 유기농 섬유와 폴리머 매트릭스는 고온 및 화재에 노출되면 분해되며(그림 1) 가연성 가스와 유독 연기를 방출할 수도 있습니다. KEVLAR 파라-아라미드 및 NOMEX 메타-아라미드 유기 섬유는 본질적으로 난연성 화학 구조를 갖는 유기 섬유로서 주목할만한 예외입니다.

복합재의 화재 성능은 점화, 자가 소화 능력, 화염 확산, 번-스루, 열 방출, 연기 발생 및 연기 독성을 포함한 다양한 특성으로 측정됩니다. 자주 인용되는 또 다른 요구 사항은 연소에 필요한 최소 산소 농도(부피 백분율)를 측정하는 제한 산소 지수(LOI)입니다. 따라서 높은 LOI는 높은 난연성을 의미합니다. 이러한 성능 측정을 위한 표준 테스트는 산업에 따라 다르며 테스트 샘플 크기의 범위는 작은 쿠폰부터 서비스 중 사용을 대표하는 전체 규모 구성에 이르기까지 다양합니다. 자세한 내용은 온라인 사이드바 "복합재료의 내화성 측정 및 개선"에서 제공됩니다.

복합 재료의 화재 성능을 개선하기 위한 두 가지 주요 접근 방식이 있습니다. 매트릭스 및/또는 강화 섬유의 난연성을 높이거나 보호 코팅을 제공하는 것입니다.

섬유 붕사/붕산 혼합물 및 강산의 암모늄염과 같은 난연제(FR)로 처리할 수 있습니다. 매트릭스 수지의 난연성 3가지 기본 방법으로 개선할 수 있습니다. FR 화합물, 미립자 및/또는 나노물질을 수지에 혼합하는 단계; 또는 매트릭스에 팽창성 추가. 팽창성 물질은 열에 의해 활성화되어 다공성 탄소질 숯을 형성하고 기본 합성물을 단열하고 가연성 휘발성 물질의 생성을 억제하는 물질입니다. 코팅은 FR 첨가제 또는 팽창제를 사용할 수 있습니다.

FR 첨가제는 복합물 분해, 열 방출 및 화염 확산을 늦추기 위해 여러 메커니즘을 이용할 수 있습니다. 예를 들어, 첨가제는 흡열 반응을 통해 분해되어 복합재를 냉각시킬 수 있습니다. 이 분해는 또한 가연성 가스의 농도를 희석시키는 물과 불연성 가스를 생성할 수 있습니다. 첨가제는 또한 탄화 및/또는 산소를 배제하고 화재를 질식시키는 기체 층을 생성할 수 있습니다. 종종 2개 이상의 FR 에이전트는 복합재의 화재 성능을 높이고 확장하기 위해 상승적으로 결합됩니다. 예를 들어, 하나의 FR 화합물은 열 방출을 감소시키는 반면, 다음 화합물은 연기를 감소시키고 세 번째 화합물은 숯을 생성할 수 있습니다.

주입을 위한 FR 옵션

시스템 접근 방식은 재료 공급업체인 SAERTEX(독일 Saerbeck)이 회사의 비압축 직물(NCF) 보강재, FR 폼 코어 및 ATH 충전 또는 팽창성 코팅을 포함하는 FR 제품의 LEO 시리즈로 추구한 것과 정확히 같습니다. 2013년에 출시된 이 시리즈의 첫 번째 제품인 LEO SYSTEM은 FR 처리된 SAERTEX 원단과 FR 수지 및 FR 또는 팽창성 겔 코트를 결합합니다. LEO의 R&D/응용 서비스 책임자인 SAERTEX 책임자인 Jörg Bünker는 "우리는 화재 성능과 기계적 성능 사이의 격차를 좁히고 싶었습니다."라고 설명합니다. “LEO SYSTEM을 사용하면 높은 섬유 함량을 얻을 수 있습니다. 및 높은 화재 성능. 우리는 ATH나 다른 충전재를 사용하지 않고 대신 액상 난연제로 처리한 변성 직물과 비닐 에스테르 주입 수지로 시작했습니다. 또한 모든 할로겐과 브롬화물을 피하므로 독성 물질이 없으므로 독성 연기나 매연이 발생하지 않습니다.”

SAERTEX LEO SYSTEM은 독일의 66개 ICE 버전 3 고속 열차의 바닥에 사용되어 이전 합판 패널에 비해 중량을 50% 줄였습니다(그림 2). 복합 패널은 평균 크기가 2.4 x 1.2m이며 SAERfoam 코어, 유리 섬유 NCF 스킨, LEO 주입 비닐 에스테르 수지 및 마감재의 LEO 보호 층으로 구성됩니다. Alan Harper Composites(영국 콘월 소재)의 재사용 가능한 실리콘 멤브레인과 함께 진공 주입을 사용하여 바닥 패널은 Deutsche Bahn의 독점 공급업체인 SMT Montagetechnik(독일 Forst)에서 제작하여 25,000m ² 를 생산합니다. 66량의 8량 편성 열차용 패널입니다.

Bünker는 LEO SYSTEM이 좋은 평가를 받고 있지만 일부 고객은 에폭시, 폴리에스터 또는 열가소성 수지를 사용하기를 원했기 때문에 LEO COATED FABRIC을 개발했다고 말했습니다. SAERTEX는 직물 제조 후에 팽창성 코팅을 적용합니다. “섬유에 약간의 함침이 있어 합성물과 잘 연결됩니다.”라고 그는 설명합니다. “일부 페인트처럼 마모되거나 긁힐 수 없습니다. 화재 상황에서 팽창성 코팅은 발포체를 생성하여 복합 재료를 화염과 열 에너지로부터 절연합니다. 연기나 유독 가스가 없는 하중 지지 구조물에 대한 내화성을 제공하여 가장 높은 요구 사항을 충족합니다.” LEO COATED FABRIC은 롤 형태로 공급되며 다른 주입 직물과 마찬가지로 사용됩니다. Bünker는 "유일하게 주의해야 할 점은 진공 백 직전에 최상층으로 사용하는 경우입니다. 이 층을 통해 아래의 라미네이트 층으로 함침시킬 수 없기 때문입니다."

세 번째 제품인 SAERcore LEO는 "특수 FR로 수정된 폴리프로필렌(PP) 코어의 양면에 잘게 썬 스트랜드 매트(유리 섬유)로 구성된 마이크로 샌드위치 재료"라고 Bünker는 말합니다. "이 재료 조합은 드레이프하기 쉽고 주입 중에 좋은 수지 흐름을 제공합니다." SAERcore LEO는 가벼운 수지 이송 성형(light RTM) 공정에서 카운터몰드를 사용하여 성형 도구에 배치됩니다. 그는 "주형과 카운터몰드 사이의 캐비티를 통해 부품 두께를 조정할 수 있고 미리 원하는 수지 함량을 계산할 수 있습니다."라고 말합니다. SAERcore LEO는 다양한 밀도와 두께로 제공되며 비닐 에스테르, 에폭시 및 폴리에스테르 수지와 함께 사용할 수 있습니다. "FR 방법을 결합하려면 ATH를 수지에 추가할 수 있습니다."라고 Bünker는 말합니다. “이 소재는 폴리에스터 RTM 응용 분야에서 가장 자주 사용되었습니다. 테스트를 거쳤고 잘 작동하기 때문에 Scott Bader의 충전된 수지와 젤코트를 사용하는 것이 좋습니다.”

세 가지 SAERTEX LEO 제품 모두 지하철 및 고속 열차에 대한 가장 엄격한 HL3 등급을 포함하여 유럽 철도 응용 표준 EN 45545를 통과했습니다. SAERcore LEO는 글로벌 철도 제품 공급업체인 BARAT Group(프랑스 Saint Aignan)에서 Stadler(스위스 Bussnang) SMILE 고속 열차의 출입문을 생산하는 데 사용됩니다. 도어에는 FR 수지가 포함된 RTM을 사용하여 단일 부품으로 만들어진 복잡한 성형 영역이 있습니다.

SAERTEX LEO 제품은 건축 응용 분야에서도 ASTM E84를 통과했으며 Carbures Civil Works Spain(Puerto de Santa Maria, Cadiz)에서 Norman Foster Foundation 본부(마드리드, 마드리드, Pavilion of Inspirations)의 경량 지붕에 코어 패널을 주입하는 데 사용했습니다. 스페인). "이러한 유형의 적용은 또한 SAERTEX COATED FABRIC에 매우 적합합니다. 예를 들어 화재에 30~60분 노출된 후 특정 온도 프로파일을 요구하는 것과 같이 일반적으로 해양 격벽과 유사한 단열 요구 사항이 있는 크고 평평한 패널을 사용하기 때문입니다." 말한다.

팽창성 베일

복합 재료에 사용하기 위한 또 다른 내화 솔루션은 팽창성 베일입니다. Tecnofire는 습식 적층 공정을 사용하여 Technical Fiber Products(TFP, Burneside Mills, UK 및 Schenectady, NY, 미국)에서 만든 팽창성 부직포 제품군입니다(그림 1). 롤 형태로 제작된 제품의 두께는 0.4-10mm입니다(0.5-2.0mm가 가장 일반적임). 최대 너비는 50인치이며 0.25인치 너비만큼 좁은 테이프로 자를 수 있습니다. Tecnofire는 에폭시, 비닐 에스테르, 불포화 폴리에스터, 열가소성 수지 및 Ashland(미국 오하이오주 콜럼버스) 및 Polynt의 FR 개질 시스템을 포함한 다양한 수지로 인발, RTM 및 진공 주입 공정과 함께 사용할 수 있습니다. (미국 일리노이주 카펜터스빌).

"Tecnofire 재료가 190°C에 도달하면 원래 두께의 최대 35배까지 z-방향으로 활성화되고 확장됩니다."라고 TFP 비즈니스 개발 동료인 Scott Klopfer는 설명합니다. “돌이킬 수 없는 팽창은 절연 숯층을 형성합니다. Tecnofire는 일반적으로 화재 시 열과 화염에 노출되는 부품 표면에 사용됩니다.” Tecnofire는 화재 발생 시 안정적이고 기본 구조물을 보호하도록 특별히 설계되었습니다.

"우리는 다양한 유형의 섬유와 입자를 포함하여 이 재료에 넣을 수 있는 것에 대해 많은 자유를 가지고 있습니다."라고 Klopfer가 설명합니다. “우리는 각 애플리케이션에 맞게 구성을 조정합니다. 예를 들어, Tecnofire 제조 공정 중에 ATH를 분말로 추가하고 재료 전체에 고르게 분산시킬 수 있습니다.” 그는 이것을 매트릭스 수지에 ATH를 추가하는 전통적인 공정과 대조하여 점도를 증가시킬 수 있습니다. "ATH는 성형 과정에서 고르지 않게 이동하거나 걸러낼 수도 있습니다."라고 Klopfer는 말합니다. "Tecnofire는 이러한 문제를 방지합니다."

TFP는 2005년 Tecnofire가 시작된 이래로 100-15개 등급이 상업적으로 사용되는 100개 이상의 버전을 만들었습니다. 하나는 합판과 같은 4x8피트 시트로 제공되는 에폭시 수지가 이미 주입되어 있습니다. "이것은 베니어판 유형의 재료가 필요한 산업을 위해 만들어졌습니다."라고 그는 설명합니다. “가장 높은 확장자 중 하나입니다. 또한 전도성, 내화성 합성물을 위해 금속 코팅된 섬유를 사용하여 전기적으로 활성화되는 특허 버전도 있습니다. 그러나 등급에 관계없이 Tecnofire는 합성물의 필수적인 부분이 됩니다.”

적용 분야에는 지붕 시스템, 창호 및 문틀, 강철 빔 덮개 및 모듈식 복합 하우징 키트에 사용하기 위한 내장 화재 방지 기능이 있는 연속 프로파일이 포함됩니다. Klopfer는 "45분 및 90분 정격 도어에도 사용되며 도어 어셈블리의 UL 10C 양압 테스트를 통과하는 솔루션을 제공합니다"라고 말합니다. “이 표준은 방 사이에 화염과 뜨거운 가스가 퍼지는 것을 방지하기 위해 문이 온전한 상태를 유지하도록 합니다. 테스트가 끝나면 도어는 고압의 소방 호스를 견뎌야 하고 제자리에 고정될 수 있어야 합니다."

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참조

바이오 기반 FR 프리프레그

폴리푸르푸릴알코올(PFA)은 더 나은 표면 처리 및 지속 가능성으로 페놀 성능을 충족하는 열경화성 수지입니다. 그 제조는 옥수수 속대, 쌀 및 귀리 껍질 또는 사탕수수 폐기물(버개스)과 같은 바이오매스에서 파생된 헤미셀룰로오스로 시작되며, 이는 푸란 기반 푸르푸릴 알코올로 전환된 다음 (산 촉매 또는 온도를 통해) PFA로 중합됩니다. 프리프레그 공급업체인 Composites Evolution(영국 체스터필드 소재 ). Evopreg PFC 프리프레그는 PFA 수지와 아마, 유리, 아라미드, 현무암 또는 탄소 섬유와 같은 보강재를 결합하고 항공기 내부에 대한 FAR 25.583 화염, 연기 및 독성(FST) 테스트와 철도에 대한 EN 45545 클래스 HL3을 통과했습니다.

PFA 프리프레그를 제공하는 또 다른 회사는 SHD Composites(Sleaford, Lincolnshire, UK)입니다. 이 회사는 Advanced Composites Group에서 20년간 근무한 공정 개발 엔지니어인 Steve Doughty가 2010년에 설립했습니다. SHD Composites는 슬로베니아와 미국 노스캐롤라이나주 Mooresville에 공장을 추가하면서 크게 성장했습니다. 두 가지 PFA 기반 페놀 수지 제품(FR308 및 PS200)을 제공합니다.

항공기 내부를 위한 페놀 대체재로 개발된 FR308은 모든 항공기 FST 요구사항과 철도용 EN 45545 HL3을 통과했습니다. EASA(European Aviation Safety Agency)에서 요구하는 항공기 배터리에 대한 화재 방지 요구 사항을 충족하는 PS200은 이미 일반 항공 항공기 제조업체에서 사용하고 있습니다. 리튬 이온 배터리의 열폭주 조건을 재현한 실험실 테스트에서 PS200을 사용하여 만든 프로토타입 배터리 상자가 성능을 입증했습니다. SHD Composites의 기술 이사인 Nick Smith는 “내부 온도가 1,100°C에 도달했지만 외부는 250°C를 넘지 않았으며 상자는 타거나 분해되지 않았습니다. 이 회사는 현재 여러 전기 자동차 엔지니어링 회사와 함께 자동차 및 기타 유형의 차량용 배터리 상자에 대해 협력하고 있습니다.

PS200과 FR308은 모두 에폭시처럼 처리하도록 제조되었으며 일반적으로 120-130°C에서 1시간 내에 경화됩니다. 두 제품 모두 건물 인테리어에 대한 영국 자재 사양인 BS 476도 통과했으며 Smith는 이를 상당한 신흥 시장으로 보고 있습니다.

Smith는 빠르게 발전하고 있는 PFA 재료의 또 다른 시장으로 철도를 강조합니다. "우리는 상당히 큰 프로젝트에 입찰하고 있습니다."라고 그는 덧붙입니다. Davies는 탄소 섬유 복합 재료를 특징으로 하는 세계 최대 철도 차량 제조업체인 China Railway Rolling Stock Corp.(CRRC, Beijing)의 CETROVO 지하철 열차를 포함하여 베를린에서 열린 2018 InnoTrans 국제 운송 기술 무역 박람회에서 여러 전시회를 인용하면서 동의합니다. 차체, 보기 프레임 및 운전실 장비 캐비닛. 한편, Composites Evolution은 복합 구조물 제조업체 Bercella(이탈리아 바라노 데 멜레가리)와 협력하여 레일 시트용 경량 복합 지지대를 개발했습니다(그림 3). Davies는 "금속에서 상당히 두툼하고 무거운 부품입니다. 그러나 탄소 섬유 Evopreg로 만든 1m 길이 부품의 무게는 5kg 미만입니다. "무게 절감량에 철도 차량당 지지대 수를 곱하면 복합재 재설계로 차축 부하가 크게 줄어듭니다."

바이오 기반 PFA 프리프레그는 TRB Lightweight Structures(영국 헌팅던 소재)에서 개발한 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP) 샌드위치 패널 도어 리프에도 사용됩니다. 100% 재활용 폼 코어를 특징으로 하는 이 지속 가능한 CFRP 대안은 접합 알루미늄 도어 리프와 비교하여 비슷한 부품 비용으로 40kg에서 26kg으로 무게를 줄입니다. TRB의 경량 도어 리프는 예상 서비스 수명이 40년인 EN 45545 HL3을 충족하여 알루미늄에 비해 우수한 피로 저항과 낮은 유지 보수 비용을 제공할 뿐만 아니라 더 가벼운 무게와 에너지 이점을 위한 더 가벼운 도어 운영 체제를 제공합니다.

Composites Evolution과 SHD Composites는 모두 FR 에폭시를 제공하지만, Davies는 테스트 데이터 측면에서 "PFA 기반 수지가 제공하는 완전한 FST 성능을 제공할 수 없고 더 비싸다"고 말합니다. Smith는 FR 에폭시가 여전히 더 높은 인성을 갖지만 PFA 수지는 페놀 수지보다 인성이 더 우수하며 이를 더욱 개선하기 위한 공식을 연구하고 있다고 말합니다. 또한 FST 에폭시의 난연제는 화재의 영향을 늦추지만 여전히 화상을 일으키고 유독 가스를 방출합니다. PFA가 연소되면 CO₂만 방출합니다. — 독성 가스가 발생하지 않습니다.”

PFA는 또한 표면 마감 면에서 기존 페놀 화합물보다 성능이 뛰어납니다. "이것은 항공기 내부의 큰 문제입니다."라고 그는 설명합니다. “제조업체는 처음부터 재작업 없이 더 나은 부품 품질을 원합니다. 역사적으로 FR 복합 재료는 다공성으로 인해 여러 라운드의 표면 준비가 필요하여 가공하기가 더 어려웠습니다. PFA 시스템은 향상된 광택과 함께 향상된 표면 조도를 제공합니다. 이는 Horizon 2020 프로젝트 IntAir에 의해 확인되었으며, 페놀계를 PFA 프리프레그로 직접 대체하면 성형 주기 시간이 34%, 수동 마감이 70%, 최종 내부 부품 비용이 58% 감소하는 것으로 나타났습니다.

유기 물질 제거

또한 무기 섬유와 고분자에만 의존하여 유기 재료를 완전히 사용하여 내화성을 달성하는 새로운 복합 기술도 있습니다. 전통적으로, 무기 폴리머는 비싸거나 가공하기 어려운 경향이 있습니다. 일부는 또한 부서지기 쉽고 노칭 및 충격 손상에 민감합니다. 그러나 폴리실록산, 폴리실란 및 폴리시알레이트/지오폴리머는 기본 무기 단량체와 마찬가지로 수지에 혼합되거나 유기 중합체의 골격으로 합성될 수 있습니다. 이 접근법은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 에폭시, 폴리비닐, 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리우레탄 수지를 사용한 FR 개발 작업에서 성공적으로 사용되었습니다. 특히 지오폴리머는 현재 연구에서 잠재력을 제공하는 것으로 보입니다.

CFP Composites(Solihull, UK)는 잘게 잘린 탄소 섬유와 무기 수지를 결합하여 FR.10이라고 하는 제품을 생산합니다. 이 제품은 연기나 가스를 거의 방출하지 않으면서 1,500°C에서 7시간의 내화성 테스트를 통과했습니다(그림 4). 이 소재는 2mm 두께의 FR.10 무게가 3kg/m2 미만인 가벼운 금속에 대한 비용 효율적인 구조적 대안을 제공합니다. ² 5mm 두께는 6kg/m2 미만입니다. ² . FR.10은 또한 1,200°C에서 2시간 동안 직접적인 화염을 견디고 번쓰루가 없는 하중 하에서 구조 테스트를 통과했으며 맨손이 뒷면에 완전히 닿을 수 있는 충분한 단열 기능을 제공합니다. 최대 20mm 두께의 1.3 x 0.8m 시트로 제공되며 기존 패스너 또는 접착제를 사용하여 쉽게 결합하거나 접착할 수 있습니다.

FR.10을 만드는 데 사용되는 공정은 잘게 잘린 섬유와 무기 수지를 물이 채워진 혼합물로 결합합니다. 그런 다음 이 믹스가 릴리스되어 x, y 및 z 방향 섬유 구조가 있는 완전히 수지 주입된 평면 및 그물 모양의 프리폼을 몇 초 만에 생성합니다. 그런 다음 이것들을 1,000MT 프레스로 옮기고 압축 성형하여 평평한 시트나 성형 부품을 만듭니다. CFP Composites의 전무 이사인 Simon Price는 "우리는 낭비 없이 경량 부품을 매우 빠르게 생산할 수 있습니다. 전 세계적으로 특허를 받은 이 공정은 기존 복합 재료에 비해 비용을 절감할 수 있으며 무기 구성은 더 높은 화재 성능을 제공합니다. "건축/건설, 대형 선박, 석유 및 가스 분야에서 복합 재료를 채택하는 데 있어 두 가지 주요 장애물은 비용 및 화재 규정입니다."라고 Price는 말합니다. "금속이나 세라믹을 대체하는 복합 재료의 새로운 응용 분야를 개척하고 있습니다."

또 다른 새로운 솔루션은 인발 불연성 프로파일용 fi:resist입니다. FISCO GmbH(독일 Zusmarshausen)는 독일 고정 전문업체인 Fischer(Waldachtal)와 차량용 장비 제조업체인 Sortimo(Zusmarshausen)가 2015년에 설립한 합작 투자사에서 개발했습니다. 2018년 유럽 해상 경량 애플리케이션 네트워크(E-LASS) 세미나 날(6월 26일, 프랑스 포르니셰)에서 Fisco 제품 관리자 David Thhull은 fi:resist가 화염에 노출되었을 때 연기를 생성하지 않는 100% 무기 재료를 사용한다고 설명했습니다. 또한, 매트릭스와 유리 섬유는 각각 1,000°C 및 600°C까지 강도를 유지하는 것으로 알려져 있습니다. 또한 이 소재는 높은 단열성을 제공하며 가장 엄격한 Class A1 건축 자재에 대한 DIN 4102-1 및 EN 13501-1 요구 사항을 충족하는 것으로 보고되었습니다.

Thhull은 내화성 케이블 덕트에 fi:resist를 사용하여 재료의 높은 구조적 성능 덕분에 더 적은 수의 지지로 더 큰 스팬을 가능하게 한다고 설명합니다. 기타 제안된 응용 분야에는 선박의 칸막이 벽, 선박 발코니 및 내화 롤러 도어용 데크 및 레일이 포함됩니다. 그는 미래의 애플리케이션이 자동차 및 항공우주 산업으로 확장될 수 있다고 말합니다. Fi:resist는 건설 및 인프라 부문에서 2016 JEC 혁신상을 수상했습니다.

지속적인 개발

나노클레이는 저비용으로 높은 FR 성능의 가능성을 보여주는 또 다른 중요한 개발 영역입니다. 그것들은 숯의 형성을 촉진하고, 입자 크기가 매우 작고 미크론 이하 규모로 분산되는 능력 때문에 거시적 규모의 첨가제에 비해 더 적은 양의 나노클레이가 필요합니다. 수지 시스템에 균일하게 분산될 때, 5-10 중량%의 나노클레이 양은 피크 열 방출을 70%까지 감소시킬 수 있습니다. 그래핀 나노혈소판(GNP) 및 탄소 나노튜브(CNT)에 대한 초기 작업에서도 긍정적인 결과가 나타났습니다.

MAT4RAIL 및 FIBRESHIP과 같은 EU 자금 지원 개발 프로그램이 새로운 FR 재료 및 향상된 복합재 성능에서 중요한 이정표를 추구하는 동안 다른 많은 가능성이 높은 이니셔티브가 있습니다. 예:

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PMR-15를 지속 가능한 레스베라트롤 기반 프탈로니트릴 수지로 교체하는 미 해군 프로그램

인도에서 개발된 하이브리드 폴리머/무기 폼으로 FR 첨가제를 사용하지 않고 자체 소화되며, 화염에서 떨어지거나 무너지지 않으며, 얼음 비계를 사용하여 제조된 시중에서 판매되는 난연성 폴리우레탄보다 피크 열 방출률이 75% 더 낮습니다. 및 용매/포로겐으로서 물;

폼 코어 및 CFRP 라미네이트로 구성된 MAI Sandwich 항공기 내부는 모두 BASF(독일 루트비히스하펜)의 Ultrason E 폴리에테르설폰을 사용하여 제작되었으며 1-3m ² 으로 가공되었습니다. FST 준수 측벽, 수하물 보관함, 도어 및 조리실 구성요소를 위한 자동 열성형 및 오버몰딩을 통해 5분 이내에 패널을 제작할 수 있습니다.

(자세한 내용은 온라인 사이드바 "복합재료의 내화성 측정 및 개선" 참조)

SAERTEX의 Bünker는 "우리의 목표는 다양한 고성능 재료를 제공함으로써 난연성이 고객의 주요 문제가 아니라 고객이 전체 프로젝트의 요구 사항을 충족하는 데 집중할 수 있도록 하는 것입니다."라고 말합니다. 실제로 복합 재료 산업 전체가 그 목표를 향해 나아가고 있습니다.

참조

"난연성 고분자 복합 재료", 인도 뉴델리에 있는 인도 공과 대학의 섬유 기술 부서인 Mahadev Bar, R. Alagirusamy 및 Apurba Das가 작성했습니다. 섬유 및 폴리머 2015, Vol.16, No.4, pp. 705-717.

"TR 18001 – 천연 섬유 복합 재료 화재 특성에 대한 문헌 검토" Asanka Basnayake, Juan Hidalgo, Luigi Vandi 및 Michael Heitzmann, UQ Composites Group, University of Queensland, Australia. 2018년 4월.

스페인 발렌시아 플라스틱 기술 센터 AIMPLAS 복합재료 부서 벨렌 레돈도(Belén Redondo)의 "복합재 및 화재:난연성 첨가제의 개발 및 새로운 추세".

CompositesWorld TFP에서 2018년 1월 31일에 발표한 웨비나 "고급 부직포를 사용한 복합 화재 방지 강화"