Blog ini adalah tindak lanjut dari fitur bulan Februari saya “Menahan api tanpa beban ”. Dalam wawancara saya untuk artikel itu, tiga pemasok/merek resin yang berbeda disebutkan:Ashland , Polint dan Scott Bader . Saya memutuskan untuk menindaklanjuti dengan ketiga perusahaan ini untuk mempelajari lebih lanjut.
Resin Ashland yang paling menonjol untuk komposit FR adalah MODAR, yang merupakan singkatan dari MODified Acrylic Resin. Ini tidak terhalogenasi, tetapi Ashland juga menawarkan produk poliester atau vinilester terhalogenasi Hetron.
Crestapol 1212 Scott Bader adalah akrilat uretan, juga non-halogen, "yang bermain di kotak pasir yang sama dengan Modar," menurut Jean-Pascal (JP) Schroeder, direktur teknis untuk perekat dan komposit Scott Bader Amerika Utara. Resin poliester kristal juga tersedia, dalam formulasi terhalogenasi atau bebas halogen.
Grup Polynt-Reichhold menggabungkan empat produsen resin warisan:PCCR, CCP, Polynt dan Reichhold. Dua produk utama untuk komposit FR adalah teknologi resin DION brominasi (elemen bromin/Br adalah halogen) dari Reichhold dan resin laminating NORSODYNE/gelcoat FIREBLOCK berdasarkan teknologi intumescent yang dikembangkan oleh CCP.
“Kimia halogen berada di atas segalanya,” kata Thom Johnson, manajer bisnis Ashland untuk resin khusus. “Metrik kinerja yang setara dengan resin brominasi sangat sulit dikalahkan.” Ia menjelaskan bromin (Br) sebagai bahan aditif resin sangat efektif namun juga memiliki berat molekul yang rendah, sehingga dapat tercuci di tempat pembuangan akhir. Namun, banyak aditif bromin memiliki toksisitas tinggi, dan tidak lagi diizinkan. “Tetapi ada yang lain yang memiliki toksisitas rendah dan bekerja dengan baik,” catat Johnson.
Alternatifnya adalah dengan mencangkok Br ke tulang punggung resin, menghasilkan resin brominasi, yang memiliki berat molekul tinggi. “Dengan demikian, tidak larut dalam air dan tidak akan larut,” catat Johnson. “Ini juga menghilangkan masalah metabolisme dan tidak dapat berpindah dari komponen komposit, jadi tidak ada toksisitas yang terkait dengan bagian akhir.” Kimia resin brominasi inilah yang ditawarkan Ashland melalui produk Hetronnya. “Kami memiliki enam atau lebih produk yang kami tawarkan ke berbagai industri di mana kami hanya ingin memenuhi FR, bukan asap,” kata Johnson.
Tidak merokok? “Resin brominasi tidak dapat melewati persyaratan asap dan toksisitas,” jelas Rick Pauer, manajer pengembangan aplikasi untuk Polynt Composites USA. Resin DION, bagian dari lini produk Reichhold, didasarkan pada teknologi resin brominasi. “Tetapi jenis resin ini tidak dapat lulus FST untuk interior pesawat atau standar Eropa untuk aplikasi kereta api EN 45545,” catat Pauer.
“Ada tes sederhana jika Anda ingin melihat seberapa beracun asap dari komposit,” kata Schroeder dari Scott Bader. “Nyalakan api dan perhatikan warna asapnya. Toksisitas meningkat dengan kegelapan warna — asap putih memiliki lebih banyak air dan lebih sedikit asap beracun, sementara asap hitam kemungkinan memiliki asap yang sangat beracun.”
Schroeder mencatat bahwa Scott Bader adalah anggota Pinfa-NA , kelompok saudara perempuan Amerika Utara dari Pinfa , yang bekerja untuk mengembangkan dan mempromosikan solusi FR non-halogen di Eropa. Mereka mengadakan lokakarya secara teratur, termasuk beberapa lokakarya tentang plastik tahun lalu serta kendaraan listrik.
“Fokus kami adalah pada intumescent,” kata Pauer di Polynt. Seperti yang dijelaskan dalam artikel fitur bulan April, intumescent adalah zat yang diaktifkan oleh panas untuk mengembang dan membentuk arang karbon berpori yang secara termal mengisolasi komposit yang mendasarinya dan menghambat produksi volatil yang mudah terbakar. “Ini adalah teknologi yang digunakan dalam resin laminating NORSODYNE dan gelcoat FIREBLOCK,” catat Pauer. “Produk ini tidak menggunakan halogen, jadi tidak beracun. NORSODYNE akan lulus persyaratan ASTM E-84 untuk asap. Dan semakin tebal laminasi, semakin baik kinerjanya.” Hal ini karena aditif intumescent lebih banyak, sehingga lapisan char menjadi lebih tebal untuk perlindungan lebih. Ini juga menjelaskan mengapa menggunakan gelcoat NORSODYNE plus FIREBLOCK memberikan kinerja yang lebih baik daripada NORSODYNE saja.
Resin MODAR Ashland yang diisi dengan ATH digunakan dalam aplikasi bangunan seperti interior Pusat Seni Pertunjukan Omaha ( atas) dan resin Hetronnya memberikan ketahanan api untuk panel fiberglass tembus pandang (bawah). SUMBER | Ashland.
Meskipun resin brominasi masih mendominasi pasar secara keseluruhan, resin yang paling banyak digunakan untuk komposit FR asap rendah adalah sistem berbasis akrilik yang banyak diisi dengan alumina trihydrate (ATH), termasuk MODAR Ashland dan Crestapol Scott Bader. Keduanya adalah polimer uretan akrilik yang dimodifikasi dengan sedikit atau tanpa stirena, yang terakhir mudah terbakar. “Resin ini memungkinkan penggunaan hingga 170 bagian ATH untuk 100 bagian resin bersama dengan penguat serat,” jelas Schroeder di Scott Bader. “Jadi pada dasarnya Anda mendekati bahan anorganik dengan mengurangi kandungan resin organik.”
“MODAR memberikan sifat mekanik yang baik dengan jumlah asap tidak beracun yang rendah dan ketahanan api yang baik,” jelas Johnson di Ashland. “Karena viskositasnya yang rendah, ia menawarkan kemampuan untuk menambahkan pengisi ATH dalam jumlah tinggi. Anda juga dapat menggunakan aditif fosfat dan intumescent.” Biasanya, resin dengan kadar ATH tinggi akan sulit diproses karena menjadi kental dan tidak mengalir. Resin yang diisi ini juga bisa rapuh saat disembuhkan. Johnson mengatakan viskositas rendah dari resin akrilik ini memungkinkan pemuatan pengisi yang tinggi sambil mempertahankan kemampuan proses. Sementara itu, ketangguhannya mirip dengan poliuretan, sehingga tidak rapuh saat diawetkan.
Diskusi singkat tentang akrilik. Meskipun resin MODAR dan Crestapol yang dibahas di sini adalah termoset, akrilik mencakup berbagai bahan yang mencakup termoplastik, seperti poli metil metakrilat (PMMA, yang dikenal dengan nama dagang Lucite dan Plexiglas), serta PMMA bereaksi dengan termoset untuk membentuk termoset metil metakrilat ( MMA) dan urethane acrylates.
Catatan lain, Ashland dan Scott Bader hanya menjual resin mereka dengan ATH pre-mixed di Eropa. Di AS, kedua perusahaan menjual resin yang rapi dan memberikan dukungan teknis untuk membantu pelanggan menyesuaikan jenis dan jumlah ATH yang ditambahkan, dengan saran tentang rasio dan prosedur pencampuran.
Pauer menunjukkan bahwa menanamkan dengan resin yang diisi ATH dapat menjadi tantangan. “Beberapa partikel lebih besar dari yang dapat Anda masukkan tanpa menyaringnya,” katanya, mencatat bahwa sistem dengan lebih dari 35-40 persen ATH tidak meresap dengan baik. Schroeder menambahkan bahwa serat karbon juga membatasi penggunaan sistem yang diisi ATH, "karena terlalu sulit untuk membasahi bundel filamen serat karbon, yang lebih padat dibandingkan serat kaca." Dia menambahkan bahwa memasukkan sistem yang diisi ATH ke dalam kain serat kaca dimungkinkan, “tetapi Anda perlu menggunakan jenis penguat aliran terbuka seperti apa SAERTEX telah dikembangkan untuk LEO dan seperti Chomarat memproduksi dengan kain G-flow-nya. Ini membantu mencegah pemfilteran ATH.”
Contoh aplikasi angkutan massal adalah dalam pembuatan 775 gerbong kereta baru untuk sistem rel Bay Area Rapid Transit (BART) San Francisco. Mobil baru pertama mulai beroperasi pada 2018, dan pabrikan Bombardier akan menyelesaikan pengiriman pada 2022.
Menurut Pauer, resin laminating intumescent NORSODYNE H-81269TF Polynt-Reichhold digunakan dalam panel yang diperkuat serat kaca yang membentuk bagian dari perakitan lantai mobil baru ini. Panel ini memberikan perlindungan kebakaran dari bagian bawah carriage dan mengintegrasikan ducting HVAC yang dicetak, mengurangi berat dan ketebalan rakitan lantai dari desain non-komposit sebelumnya.
Schroeder mencatat bahwa Scott Bader juga memenuhi kualifikasi Crestapol 1212 dengan fabrikator komposit yang mengerjakan suku cadang untuk kendaraan BART baru. “Bombardier menggunakan produk kami, tetapi masing-masing memenuhi syarat per aplikasi,” jelasnya.
Mobil kereta bawah tanah baru BART menggunakan komposit ringan untuk melindungi bagian bawah kereta dari kebakaran, termasuk resin intumescent NORSODYNE dari Polynt-Reichhold.
SUMBER | Pengebom.
Untuk aplikasi bus, Polynt telah mengembangkan pendekatan alternatif menggunakan gelcoat FIREBLOCK untuk memenuhi persyaratan Docket 90, yang mencakup pengujian terhadap ASTM E162 dan ASTM E662. “Kami memiliki pelanggan yang membuat suku cadang bus menggunakan resin transfer moulding (RTM), di mana beban pengisi ATH yang tinggi menimbulkan masalah,” kata Pauer. “Dengan melapisi kedua sisi bagian dengan gelcoat FIREBLOCK 2330PAWK745, mereka dapat memenuhi standar Doc 90 untuk api dan asap saat menggunakan resin Polynt RTM konvensional.”
Ini adalah pasar dengan pertumbuhan tinggi untuk komposit FR. “Baterai EV adalah aplikasi yang menarik karena Anda ingin menggunakan serat karbon untuk kekuatan mekanik yang tinggi, tetapi ini berarti Anda tidak dapat menggunakan ATH,” kata Schroeder. Dia juga menunjukkan bahwa para ahli memperkirakan dua kali lipat dalam kepadatan energi baterai, yang diperlukan untuk mencapai jarak mengemudi kendaraan yang diminta. “Tetapi jika terjadi kesalahan,” lanjut Schroeder, “dan sel baterai terbakar, Anda sekarang memiliki lebih banyak tantangan untuk menangani kebakaran itu.”
“Ada banyak hal yang terjadi dan pertumbuhan di semua sektor,” kata Johnson di Ashland, “tetapi pasar yang paling menarik adalah proyek arsitektur. Ini adalah area yang belum dimanfaatkan, dan menggunakan komposit memungkinkan permukaan melengkung yang besar plus ringan untuk bangunan bertingkat. Kami melihatnya menerobos dengan arsitek terkemuka secara global.” Pauer telah menjadi pendukung setia komposit dalam konstruksi dan telah menjadi anggota kunci divisi arsitektur ACMA, yang telah menerbitkan pedoman untuk menggunakan komposit dalam bangunan, termasuk bagian besar tentang peraturan dan pengujian kebakaran.
Contoh dalam tayangan slide di atas juga menunjukkan pekerjaan pengembangan Scott Bader di gedung/konstruksi, tetapi Schroeder menyuarakan beberapa kekhawatiran. “Untuk pasar komersial yang besar ini, produk komposit FR harus memiliki kemampuan proses yang kuat. Jika Anda tidak akan membuat produk cukup mudah untuk dikerjakan oleh pembuat cetakan, mereka tidak akan berhasil di pasar.” Dia mencatat bahwa semua perusahaan terus mencari solusi yang bekerja seperti sistem terhalogenasi tetapi tanpa toksisitas.
Bagaimana dengan poli furfuril alkohol (PFA)? Resin bio-derived yang dilaporkan berkinerja sebaik fenolik ini dijual oleh SHD Composites dan Composites Evolution untuk digunakan dalam aplikasi kereta api. “Kekhawatiran dengan PFA adalah mengeluarkan air selama pemrosesan karena merupakan polimer reaksi kondensasi, seperti halnya fenolik,” jelas Schroeder. Mungkin inilah sebabnya mengapa produk sejauh ini didasarkan pada prepreg dan bukan infus.
Schroeder mencatat bahwa perakit bergerak menjauh dari melihat satu bahan dan bukannya mempertimbangkan keseluruhan sistem, termasuk laminasi plus pelapis. Dia mengutip SAERTEX LEO SYSTEM sebagai contoh (lihat artikel fitur April). “Orang-orang menggunakan resin FR ditambah gelcoat dan kerudung intumescent seperti Tecnofire,” kata Schroeder. “Solusi ini memungkinkan volume serat yang tinggi.”
“Resin akan selalu terbakar, kecuali fenolik,” lanjutnya. “Harapan saya adalah kami mendapatkan sesuatu yang memiliki ketahanan api yang mirip dengan fenolik, tetapi Anda dapat menanamkan untuk menghasilkan struktur volume serat tinggi menggunakan serat karbon.” Dia menambahkan bahwa Scott Bader sedang mengejar beberapa perkembangan yang menjanjikan, tetapi belum ada yang siap untuk dipasarkan.
“Sebagai penyedia resin, kami memasok bahan bakar untuk api dan sarana teknologi untuk melawannya,” kata Johnson. “Tantangannya adalah memiliki portofolio produk dan bahan kimia berperforma FR tinggi serta pengetahuan dan riwayat pengujian untuk mengetahui apa yang bekerja dengan baik dan mengapa.” Dan itulah keahlian yang ditawarkan oleh pemasok resin ini. Jangan ragu untuk menghubungi saya ([email protected]) untuk informasi lebih lanjut atau untuk terhubung dengan ini dan pakar lainnya.
Pembuluh darah
Dengan beberapa keunggulan dibandingkan teknik manufaktur lainnya, cetakan injeksi plastik telah menjadi salah satu teknik paling populer yang digunakan oleh produsen di seluruh dunia. Teknik ini melibatkan penggunaan resin plastik, dan keserbagunaannya adalah fitur yang disambut baik. Namun, ada b
Dengan beberapa keunggulan dibandingkan teknik manufaktur lainnya, cetakan injeksi plastik telah menjadi salah satu teknik paling populer yang digunakan oleh produsen di seluruh dunia. Teknik ini melibatkan penggunaan resin plastik, dan keserbagunaannya adalah fitur yang disambut baik. Namun, ada b
Pencetakan resin 3D telah berevolusi dengan cara yang sama seperti pencetakan FDM 3D, hingga tersedia untuk semua jenis pengguna. Pergerakan baru ini melalui penggunaan printer resin 3D telah menyebabkan pengembangan berbagai macam resin, dengan properti dan aplikasi yang sangat bervariasi. Pada ar
Salah satu penghalang utama itu pencetakan resin 3D selalu memiliki ketika diterapkan pada tingkat industri adalah terbatasnya variasi bahan yang tersedia. Awalnya satu-satunya bahan yang tersedia adalah resin berdasarkan oligomer akrilat, umumnya dengan berat molekul rendah, yang menonjol karena k
