Flame Retardancy of Low-Viscosity Epoxy Resins and Their Carbon Fibre Reinforced Composites via a Combined Solid and Gas Phase Mechanism

مقاومة اللهب لراتنجات الإيبوكسي منخفضة اللزوجة ومركباتها المقواة بألياف الكربون من خلال آلية مشتركة للطورين الصلب والغازي

Clicks: 561
ID: 54303
2018
Free PDF
Article Quality & Performance Metrics
Overall Quality
Not rated
Combines reader engagement with the AI quality analysis. This article has not been analysed, so there is no overall score — reader engagement is measured and shown alongside.
AI Quality Assessment
Not analyzed
Readership in this journal
Steady

Ranked #6 of 250 articles by views in Polymers

Most read Least read

Bar heights use a square-root scale. Only the 120 most-read articles are drawn; the journal has 250 in total.

Mint this article as an NFT
Not yet minted

Create a permanent, verifiable on-chain record of this article on the Scimatic Network. The NFT is held in your Journament account, and you can withdraw it to your own wallet at any time.

5 SUSD one-off · no wallet required
Sign in to mint
Abstract
Low viscosity, potentially renewable aliphatic epoxy resins, appropriate for processing with injection techniques were flame retarded with the use of resorcinol bis(diphenyl phosphate) (RDP), acting predominantly in the gas phase, ammonium polyphosphate (APP), acting in the solid phase, and their combination. Samples of gradually increasing phosphorus (P) content (1%, 2%, 3%, 4%, and 5%) and mixed formulations with 2% P from APP and 2% P from RDP were prepared. The fire retardancy of matrix and carbon fibre reinforced samples was examined by limiting oxygen index (LOI), UL-94 tests, and mass loss calorimetry. The thermal stability of the matrices was investigated by thermogravimetric analysis, whereas the effect of flame retardants (FRs) on the crosslinking process and glass transition temperature was evaluated by differential scanning calorimetry in matrices and by dynamic mechanical analysis in composites. According to the results, although the trifunctional glycerol -based (GER) and the tetrafunctional pentaerythritol-based (PER) epoxy resins have a similar initial LOI and horizontal burning rate, GER has an approximately 1.5 times higher peak of heat release rate (pHRR) than PER. At least 4% P content is necessary to reach a reasonable improvement in fire performance in these resin transfer molding (RTM)-compatible systems and with the same FR-content PER reaches better fire performance. RDP has an early gas phase effect at the beginning of degradation, while later on the solid phase action of APP prevails, although in composites hindered by the reinforcing carbon fibres. In PER composites, the combination of APP and RDP had a synergistic effect, leading to a pHRR of 218 kW/m2 and total heat release of 18.2 MJ/m2.
تم تثبيط لهب راتنجات الإيبوكسي الأليفاتية منخفضة اللزوجة والمحتملة التجدد، والمناسبة للمعالجة بتقنيات الحقن، باستخدام ريزورسينول ثنائي (ثنائي فينيل الفوسفات) (RDP)، الذي يعمل بصورة رئيسية في الطور الغازي، وبولي فوسفات الأمونيوم (APP)، الذي يعمل في الطور الصلب، بالإضافة إلى المزيج بينهما. أُعدّت عينات ذات محتوى فوسفوري (P) متزايد تدريجيًا (1%، و2%، و3%، و4%، و5%)، وصياغات مركبة تحتوي على 2% فوسفور من APP و2% فوسفور من RDP. كما فُحصت مقاومة اللهب لعينات المصفوفة والعينات المقواة بألياف الكربون من خلال اختبارات مؤشر الأكسجين الحرج (LOI)، واختبارات UL-94، وقياس السعرات بفقدان الكتلة. واستُقصي الاستقرار الحراري للمصفوفات عن طريق التحليل الوزني الحراري، في حين قُيّم تأثير مثبطات اللهب (FRs) في عملية التشابك ودرجة حرارة الانتقال الزجاجي بواسطة قياس السعرات بالمسح التفاضلي في المصفوفات والتحليل الميكانيكي الديناميكي في المواد المركبة. ووفقًا للنتائج، على الرغم من أن راتنجات الإيبوكسي ثلاثية الوظيفة المعتمدة على الغليسيرول (GER) وتلك رباعية الوظيفة المعتمدة على خماسي الإريثريتول (PER) تمتلكان مؤشر أكسجين حرج أولي ومعدل احتراق أفقي متماثلين، فإن ذروة معدل انبعاث الحرارة (pHRR) لـ GER كانت أعلى بمقدار 1.5 مرة تقريبًا مقارنة بـ PER. ويُعد وجود محتوى فوسفوري لا يقل عن 4% ضروريًا لتحقيق تحسن ملحوظ في الأداء المقاوم للحريق في هذه الأنظمة المتوافقة مع القولبة بنقل الراتنج (RTM)، ومع التساوي في محتوى مثبطات اللهب، يحقق PER أداءً أفضل في مقاومة الحريق. يُظهر RDP تأثيرًا مبكرًا في الطور الغازي مع بداية التحلل، بينما يسود لاحقًا فعل APP في الطور الصلب، على الرغم من إعاقة هذا الفعل في المواد المركبة بسبب ألياف الكربون المقوية. وفي مركبات PER، أظهر الجمع بين APP وRDP تأثيرًا تآزريًا، مما أدى إلى تسجيل ذروة لمعدل انبعاث الحرارة بلغت 218 كيلوواط/م² وإجمالي انبعاث حراري قدره 18.2 ميغاجول/م².
Reference Key
pomazi2018flamepolymers Use this key to autocite in the manuscript while using SciMatic Manuscript Manager or Thesis Manager
Authors Pomázi, Ákos;Szolnoki, Beáta;Toldy, Andrea;
Journal Polymers
Year 2018
DOI
DOI not found
URL
http://www.mdpi.com/2073-4360/10/10/1081
Keywords
Organic Chemistry Engineering (General). Civil engineering (General) environmental engineering electronic computers. computer science

Citations

No citations found. To add a citation, contact the admin at info@scimatic.org

Comments

No comments yet. Be the first to comment on this article.