SOLIMIDE®-Schäume

Da Zündung die Initiierung von Feuer ist, ist es wichtig zu wissen, wie sich Materialien entzünden und wie man dieses Wissen nutzen kann, um die Zündungsgefahr zu verringern. Dies ist besonders wichtig für die Bewertung von Brandgefahren in brandempfindlichen Anwendungen wie Weltraum-, Wasser- und Lufttransport. Tabelle 1 zeigt die durchschnittlichen Zündeigenschaften von SOLIMIDSCHAUM®. Es ist wichtig zu beachten, dass sich keines der beiden Materialien entzündete, bis es einem einfallenden Wärmestrom von etwa 50 kW/m² ausgesetzt wurde, wodurch der minimale einfallende Wärmestrom (MIF) ermittelt wurde, der deutlich höher ist als der von konkurrierenden Materialien. Das MIF von Standard-Polyurethanschaum (mit einer Dichte von 54 - 693 kg/m³) beträgt weniger als 15 kW/m². Der MIF von SOLIMIDE® Foams ist trotz seiner extrem geringen Dichte auch viel höher als bei den meisten festen Polymeren. Es ist auch wichtig zu beachten, dass die 50 kW / m² der typische Wärmestrom sind, der von entwickelten Brandumgebungen abgestrahlt wird, was bedeutet, dass SOLIMIDE® problemlos in Umgebungen mit extrem hohen Temperaturen bis zum Niveau eines aktiven, entwickelten Feuers betrieben werden kann.

Die Entzündbarkeit von Schaumstoffen hängt neben anderen Eigenschaften stark von der Schaumdicke ab. Tabelle 1 zeigt, dass dickere Materialien bei hohem Wärmestrom gegen Entzündung beständig sind. Bei Schaumstoffen kann eingeschlossene Luft in der Zellstruktur als eine Art Kühlkörper dienen; Je dicker der Schaumstoff, desto größer der Kühlkörper. Dies könnte den ausgeprägten Einfluss der Schaumdicke auf die Entzündbarkeit von SOLIMIDSCHAUM® erklären.

Die Zersetzungstemperatur von SOLIMIDSCHAUM® ist hoch und Zersetzungsprodukte brennen nicht leicht. Es wurde beobachtet, dass SOLIMIDSCHAUM® zu Beginn der Hitzeexposition höher als MIF schwelte und verkohlte, sich dann entzündete, aber sofort wieder glimmte, als sich der Wärmefluss auf niedriger als MIF bewegte. SOLIMIDE® Foam wird in einer Notfallsituation kein kontinuierliches Brennen auslösen.

Abbildung 1 zeigt den Einfluss des einfallenden Wärmeflusses und des Zündmodus auf die Zeit bis zur Zündung von AC-550.

Kegelkalorimetertests simulieren die Verbrennung eines Materials, das durch eine angrenzende Brandumgebung ausgelöst wird. 50 kW/m² einfallender Wärmestrom strahlen typischerweise aus einer entwickelten Brandumgebung ab. AC-530 bei 2,5 cm wurde bei 50 kW/mk² getestet und zeigte eine vergleichsweise niedrige Wärmefreisetzungsrate, Massenverlustrate, Gesamtwärmefreisetzung, Rauchproduktionsrate und Kohlenmonoxid (CO) -Produktionsrate. Um Umgebungen mit höherer Hitze zu untersuchen, wurden Tests an AC-550- und AC-530-Schäumen bei 55, 65 und 75 kW/m² durchgeführt. Die Abbildungen 2 und 3 zeigen beide Kurven der Wärmefreisetzungsrate.

Der Einfluss des einfallenden Wärmeflusses auf die Spitzenwärmefreisetzungsrate ist in Abbildung 4 zu sehen. Beide Schäume wiesen selbst bei dem höchsten einfallenden Wärmestrom sehr geringe Spitzenwärmefreisetzungsraten auf. Die Nettoverbrennungswärme ist die Wärmemenge, die von einem verbrannten Material erzeugt wird. Die Nettoverbrennungswärme von Polyimidschäumen (ca. 23,15 MJ/kg) ähnelt der von Polyurethanschäumen und Silikonschäumen bei optimalen Dichten, jedoch sind ihre praktischen Anwendungsdichten recht unterschiedlich. Da es schwierig ist, einen Silikonschaum niedriger Dichte mit einer nützlichen mechanischen Festigkeit herzustellen, ist die praktische Anwendungsdichte von Silikonschaum auf etwa 160 kg/m³ oder mehr begrenzt. Die praktische Anwendungsdichte von Polyurethanschäumen kann bis zu 22 kg/m³ betragen. Die Nettoverbrennungswärme von Silikonschaum bei anwendbarer Dichte erzeugt 3936 MJ/m³, während Polyurethanschaum bei anwendbarer Dichte 510 MJ/m³ erzeugt. SOLIMIDSCHAUM® ist in der Wärmeverbrennungsleistung weit überlegen, während er deutlich weniger dicht (6 - 8 kg/m³) und leichter ist.

Die Abbildungen 5 und 6 zeigen die (CO-)Zinsstrukturkurven von AC-550 und AC-530 bei brennender Verbrennung. Die CO-Spitzenkonzentrationen lagen im Allgemeinen unter 0,01 % oder 100 ppm, weit unter den CO-Werten, die als gefährlich für die menschliche Gesundheit angesehen wurden. Wenn SOLIMIDE® Foams flammt, wird es kein CO in Konzentrationen produzieren, die der menschlichen Sicherheit abträglich sind.

Die schwelende Verbrennung von AC-550 wurde bei Wärmeflüssen unter 50 kW/m² untersucht, da die Zündstudie zeigte, dass MIF (Zündtemperatur) 50 kW/m² betrug. Abbildung 7 zeigt Gewichtsverlustkurven von AC-550, wenn sie verschiedenen Wärmeflüssen ausgesetzt sind. Testproben zeigten nur eine leichte Verkohlung ohne signifikante Veränderung der physikalischen Struktur, was darauf hindeutet, dass SOLIMIDSCHÄUME® eine hohe thermische Stabilität aufwiesen, wobei sich nur ein kleiner Teil thermisch zersetzte.

Vergleicht man dies mit Polyurethanschäumen mit einem MIF von weniger als 15 kW/m², die bei 25 kW/m² leicht brennen, können SOLIMIDSCHÄUME® schwelenden Umgebungen bei viel höherer Hitze standhalten. Dieser Unterschied ist vor allem auf die thermische Stabilität der Schaumstrukturen zurückzuführen. SOLIMIDSCHÄUME® erlebten bei einem Wärmestrom von 30 kW/m² eine stärkere Verkohlung, verbrannten, gingen aber bei 45 kW/m² nicht von der glimmenden zur flammenden Verbrennung über und glimmten, verkohlten und verbrauchten 75 % ihres Gewichts, bevor eine flammende Verbrennung bei 50 kW/m² Wärmestrom auftrat. Ein kritischer externer Wärmefluss ist erforderlich, um den Übergang von der schwelenden zur flammenden Verbrennung von SOLIMIDSCHÄUMEN® einzuleiten. Abbildung 9 zeigt die Gewichtsverlustkurven von AC-550, wenn es verschiedenen einfallenden Wärmeflüssen ausgesetzt ist.

Für eine schwelende Verbrennungsumgebung ist es wichtig zu wissen, ob die Verbrennung nach Entfernung der externen Wärmequelle selbsttragend sein kann. AC-550 wurde drei Minuten lang einem Wärmestrom von 50 kW/m² ausgesetzt und dann die Heizung ausgeschaltet. Das Probengewicht und die CO-Ausbeute wurden überwacht, wie in den Abbildungen 9 und 10 dargestellt. Die Probe verlor etwa 44 % ihres Gewichts während der Exposition gegenüber dem Wärmefluss und blieb dann konstant, nachdem der Wärmefluss entfernt wurde. In ähnlicher Weise sank die CO-Konzentration auf Null, nachdem der Wärmefluss entfernt wurde, was darauf hindeutet, dass die schwelende Verbrennung von SOLIMIDSCHAUM® nicht selbsttragend ist, wenn ein Wärmefluss entfernt wird.

Die mechanischen Eigenschaften von SOLIMIDE® Foams tragen weiter zu seiner einzigartigen Position im Schaumstoffspektrum bei und ergänzen seine thermischen Leistungsmerkmale, was den Einsatz in transportbezogenen Branchen vorantreibt. Eines der einzigartigen Merkmale von SOLIMIDSCHAUM® ist, dass er einen sehr geringen Dichtebereich hat (zwischen 0,34 - 0,55 Pfund pro Kubikfuß (PCF) (5,4 - 8,8 kg / m³)). Einer der Vorteile dieser Lösung besteht darin, dass die benötigte Brennstoffmenge aufgrund der Gewichtsvorteile des Schaums erheblich reduziert werden kann, wodurch der Brandschutz durch den Entfernen von brennbarem Brennstoff erhöht wird. SOLIMIDE® Foam hat aufgrund seines extrem geringen Gewichts einen überlegenen Vorteil. SOLIMIDE® Foam behält seine physikalische Form im Laufe der Zeit; Es verzerrt oder verschlechtert sich im Laufe der Zeit nicht aufgrund von Vibrationen, Feuchtigkeit oder kontinuierlicher hoher Temperaturen - was es ideal für Anwendungen mit langen Lebenszyklen macht. SOLIMIDE® Foam ist ein faserfreies Produkt, das saubere Fertigungs- und Verarbeitungsumgebungen unterstützt.

SOLIMID-Schäume® haben strenge Rauch- und Toxizitätstests in Luft- und Raumfahrt-, Marine- und Eisenbahnanwendungen bestanden. Im Falle einer überlebensfähigen Notlandung in der Luft- und Raumfahrt mit Feuer ist der Schaum Teil eines Isolationssystems, das dem Kraftstoffbrand nach dem Absturz bis zu fünf Minuten lang standhält, wodurch die Brandgefahr verringert und die entscheidende Fluchtzeit im Vergleich zu alternativen Isolationssystemen, die sich schnell und mit großer Hitze verbrennen, verlängert wird. Es wird als Isolierung in Flugzeug-Umweltkontrollsystemen (ECS) wegen seines geringen Gewichts und seiner thermischen Leistung sowie in Hochtemperatur-Entlüftungskanälen und -systemen verwendet. In Marine- und Bahnanwendungen wird SOLIMIDSCHAUM® aufgrund seiner geringen rauch- und toxizitätserzeugenden Eigenschaften durchgehend als Wand-, Decken- und Kanalisolierung eingesetzt. Selbstverlöschende Eigenschaften bieten zusätzlichen Anreiz für die Verwendung von SOLIMID-Schaum®, indem sichergestellt wird, dass sich die Schaumisolierung nicht entzündet und im Falle eines Brandes an Bord zusätzliche Gefahren für mögliche Notfallsituationen darstellt.

Silikonschaum oder Silikonschwamm wird häufig in Hochtemperaturumgebungen verwendet. Diese Lösung ist ziemlich dicht und nicht ideal für gewichtskritische Anwendungen. Der leichteste Silikonschaum hat eine Dichte von 12 PCF (192 kg/m³). Die durchschnittliche SOLIMIDSCHAUMDICHTE® beträgt 0,43 PCF, fast 28-mal weniger dicht als Silikonschaum, mit dem zusätzlichen Vorteil, dass sie niedrigere Wärmeleitfähigkeitswerte aufweisen.

Die meisten Schäume werden bei kryogenen Temperaturen sehr steif und reißen, wenn sie gebogen werden. Einige Schäume werden im gefrorenen Zustand so spröde, dass sie zerbrechen, wenn sie fallen gelassen werden. SOLIMIDE® Foam behält seine Flexibilität auch bei extrem kalten Bedingungen.

SOLIMIDE® Foam ist formstabil und nimmt Klebstoffe leicht auf, was bedeutet, dass er einfach zu montieren ist, die Fertigungseffizienz verbessert und in vertikaler Position montiert werden kann, ohne sich zu verzerren oder zu hängen. Glasfaser, eine erstklassige Konkurrenzlösung in Umgebungen mit hoher Hitze, muss in den meisten Fällen aufgrund des Gewichts und der Dimensionsstabilität mit mechanischen Verbindungselementen befestigt werden. Die Befestigung mit mechanischen Verbindungselementen erhöht die Kosten und Komplexität jeder vertikalen Montage. Darüber hinaus kann Glasfaser im Laufe der Zeit verzerren und abbauen, was während der gesamten Lebensdauer eines Produkts zusätzliche Reparatur- oder Austauschkosten erfordert.

• SOLIMIDE® Foam wurde in einer Hausheizung verwendet, in der vertikale Schaumstoffplatten schnell installiert werden konnten, um hängende Glasfaserdecken zu ersetzen und das Gewicht im System, die Montagezeit und die Kosten zu reduzieren.
• SOLIMIDE® Foam wurde sowohl in Ofen-Surround- als auch in Kühlanwendungen in einem Flugzeug verwendet und löste sowohl Gewichts- als auch Wärmebeständigkeitsprobleme in einer saubereren, nicht faserigen Formulierung im Vergleich zu herkömmlichen Dämmstoffen.
• Eine robuste Laptop-Anwendung erlebte Display-Verzerrungen aufgrund von Temperaturschwankungen zwischen internen Komponenten während der Verwendung bei kaltem Wetter. SOLIMIDE® Foam bot den thermischen Widerstand, der erforderlich ist, um dieses Verzerrungsproblem zu stoppen und eine stabile und zuverlässige Leistung zu fördern.
• Streifen aus SOLIMIDSCHAUM® mit Klebstoff wurden in einer Laptop-Deckelapplikation montiert, um kühle Luft zu kanalisieren und hitzeempfindliche Komponenten von einem Kühlkörper abzuschirmen, was einen effizienten und stabilen Gerätebetrieb fördert.
• Ein Hersteller von Telekommunikations-Glasfaser-Netzwerkgeräten benötigte für seine Steuereinheit ein Dämmmaterial mit geringer Ausgasung. Die nahezu Null-Ausgasung von SOLIMIDE® Foams machte es zur besten Lösung für die Anwendung und bot zusätzlich die dringend benötigte Haltbarkeit gegen Degradation im Laufe der Zeit in Umgebungen mit schwankenden Temperaturen.
• Ein lebensmittelverarbeitendes Unternehmen benötigte Isolierungen, die während seiner gesamten Prozesse vorhanden waren, um ersetzt zu werden. SOLIMIDE® Foam wird effektiv in extremen Temperaturzyklen von kryogen über Raumtemperatur bis hin zu kryogen durchgeführt. Der mit Folienliner laminierte Flexibleschaum von SOLIMIDE® Foams konnte den traditionellen Schaum ersetzen, der in dieser Anwendung verwendet wurde und für die Stabilität einen Edelstahlliner erforderte. Neben der hervorragenden Leistung während des gesamten Temperaturwechsels brachten SOLIMIDE® Foams erhebliche Gewichtseinsparungen bei ihren Dämmsystemen.
• Ein Hersteller von Halogenlampen musste eine elektronische Schaltung vor der Hitze einer Glühbirne mit sehr engem Maßraum schützen. SOLIMIDE® Foam lieferte den erforderlichen thermischen Widerstand in einem superdünnen Format.
• Ein Hersteller von Neugeborenen-Heizgeräten in einem Krankenhaus verwendete Keramikfaserisolierungen in seinen Baugruppen, die von den Fertigungsteams verlangten, während des Herstellungsprozesses persönliche Schutzausrüstung zu tragen. Durch den Austausch dieser Faserisolierung durch SOLIMIDSCHAUM® eliminierte der Hersteller die Notwendigkeit für persönliche Schutzausrüstung, erhöhte die Moral der Mitarbeiter und steigerte die thermische Leistungseffizienz des Geräts, was zu niedrigeren Kosten für den Betrieb des Geräts durch den Endkunden führte.
• Ein großer Hersteller von Bergbaumaschinen war in der Lage, Polyester- und Polyurethan-Kabinenisolierungen durch den feuerhemmenderen SOLIMID-Schaum® zu ersetzen, was zu dem doppelten Vorteil einer verbesserten Kabinenakustik und des Brandschutzes führte.

Die Testdatenbank von Boyd enthält alle SOLIMID-Schaumsorten® mit Daten aus vielen gängigen ASTM-, ISO-, UL- und Kundenprüfspezifikationen. In Kombination mit Chemikern und einer langjährigen Engineering-Gruppe kann das SOLIMIDE® Foams-Team der Boyd Corporation Ihr Unternehmen bei der Fehlerbehebung, dem Design und der Ausführung jeder Wärmedämmlösung für nahezu jede thermische Herausforderung unterstützen. Boyd ist stolz darauf, schnelle Prototypen mit Wasserstrahlschneidern, 3-Achsen-CNC-Fräsern, CNC-Messerschneidern und CNC-Stanzpressen zu drehen, die es Boyd ermöglichen, schnell Proof-of-Concept-Lösungen zu produzieren, die Sie bei der Auswahl des besten Designs und der besten SOLIMID-Schaumstoffqualität® für Ihre Anwendung unterstützen.

SOLIMIDSCHAUM® ist eine ausgezeichnete Wahl für alle Isolationsanforderungen, die eine hohe Temperaturbeständigkeit, extreme Temperaturschwankungen, geringes Gewicht, selbstverlöschende Eigenschaften und geringe Rauch- und Toxizitätserzeugung erfordern. Kombinieren Sie diese Leistungsmerkmale mit der Tatsache, dass SOLIMID-Schäume® einfach zu bedienen und zu montieren sind, und Sie können Vorteile erleben, die eine verbesserte Leistung, erhöhte Sicherheit und verbesserte Margen durch Einsparungen bei der Fertigungseffizienz umfassen.