Menahan api tanpa beban

Daftar fungsi mekanis yang diharapkan dapat diberikan oleh material komposit sudah lama diketahui dan panjang:Kekuatan, kekakuan, ketangguhan, daya tahan, ketahanan cuaca, ketahanan korosi, ketahanan benturan, ketahanan api. Persyaratan terakhir ini adalah salah satu yang telah ditangani oleh komposit selama bertahun-tahun. Namun, industri melihat peningkatan permintaan untuk kinerja api, didorong oleh pengembangan kendaraan listrik (EV) — baik di darat maupun di udara — dan peningkatan penetrasi, akhirnya, ke rel, kelautan, dan konstruksi yang sadar api. pasar.

Pemasok material, seperti yang akan diungkapkan di sini, menanggapi tarikan pasar tersebut, tetapi industri tidak dapat hanya mengandalkan solusi tahan api tradisional untuk memenuhi permintaan pasar ini. Misalnya, resin furan dan fenolik telah lama menjadi solusi untuk komposit tahan api. Namun, mereka terikat silang melalui reaksi kondensasi, yang membuat pemrosesan lebih sulit, sering kali menciptakan porositas yang memerlukan beberapa operasi untuk mencapai permukaan akhir yang baik. Mereka juga cenderung rapuh. Sementara itu, penghambat api seperti aluminium trihydroxide (ATH), ditambahkan ke resin untuk memberikan ketahanan api, biasanya memerlukan pemuatan 20% volume, yang dapat mempengaruhi pemrosesan, sifat mekanik dan permukaan akhir. Sementara itu, penghambat api terhalogenasi, yang dulunya merupakan alternatif yang menarik, sekarang dilarang oleh peraturan pan-Eropa termasuk REACH dan RoHS. Dengan demikian, industri komposit terus meneliti dan mengembangkan solusi baru.

Bahan tahan api juga harus memberikan waktu dan perlindungan yang cukup bagi penghuni untuk melarikan diri jika terjadi kebakaran. Dalam aplikasi yang paling ketat, ini berarti tidak hanya mencegah penyebaran api, pelepasan panas, transmisi suhu dan pembentukan asap beracun, tetapi juga mempertahankan kemampuan membawa beban dalam material komposit selama 60 menit.

Metode dan ukuran FR

Umumnya, serat anorganik (misalnya, kaca, karbon, basal, keramik) dan bahan matriks anorganik (misalnya, keramik/karbon, logam, polisialat/geopolimer) tidak terbakar, dan banyak yang tahan terhadap suhu tinggi. Namun, sebagian besar organik serat dan matriks polimer akan terurai bila terkena suhu tinggi dan api (Gbr. 1) dan juga dapat melepaskan gas yang mudah terbakar dan asap beracun. Serat organik KEVLAR para-aramid dan NOMEX meta-aramid merupakan pengecualian, karena serat organik dengan struktur kimia tahan api.

Performa api komposit diukur dengan berbagai karakteristik, termasuk penyalaan, kemampuan untuk padam sendiri, penyebaran api, pembakaran, pelepasan panas, pembentukan asap, dan toksisitas asap. Persyaratan lain yang sering dikutip adalah membatasi indeks oksigen (LOI), yang mengukur konsentrasi oksigen minimum (dalam persen volume) yang diperlukan untuk pembakaran; dengan demikian, LOI yang lebih tinggi berarti ketahanan api yang lebih tinggi. Tes standar untuk pengukuran kinerja ini bervariasi menurut industri dan rentang ukuran sampel uji dari kupon kecil hingga konstruksi skala penuh yang mewakili penggunaan dalam-layanan. Detail lebih lanjut tersedia di bilah sisi online “Mengukur dan meningkatkan ketahanan api dalam komposit”.

Ada dua pendekatan utama untuk meningkatkan kinerja api dalam komposit:Meningkatkan ketahanan api dari matriks dan/atau serat penguat, atau memberikan lapisan pelindung.

Serat dapat diolah dengan flame retardants (FR) seperti campuran boraks/asam borat dan garam amonium dari asam kuat. Tahan api dalam resin matriks dapat ditingkatkan dengan tiga metode dasar:menggabungkan senyawa FR ke dalam tulang punggung polimer; pencampuran senyawa FR, partikulat dan/atau nanomaterial ke dalam resin; atau menambahkan intumescent ke matriks. 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. Pelapisan dapat menggunakan aditif FR atau intumescent.

Aditif FR dapat memanfaatkan beberapa mekanisme untuk memperlambat dekomposisi komposit, pelepasan panas, dan penyebaran api. Misalnya, aditif dapat terurai melalui reaksi endotermik, mendinginkan komposit. Dekomposisi ini juga dapat menghasilkan air dan gas yang tidak mudah terbakar yang mengencerkan konsentrasi gas yang mudah terbakar. Aditif juga dapat menghanguskan dan/atau menghasilkan lapisan gas yang menghilangkan oksigen dan mematikan api. Seringkali, dua atau lebih agen FR digabungkan secara sinergis untuk meningkatkan dan memperluas kinerja api komposit — misalnya, satu senyawa FR dapat mengurangi pelepasan panas, sementara yang berikutnya mengurangi asap dan yang ketiga menghasilkan arang.

Opsi FR untuk infus

Pendekatan sistem persis seperti yang dilakukan oleh pemasok material SAERTEX (Saerbeck, Jerman) dengan rangkaian produk FR LEO-nya, yang mencakup penguatan noncrimp fabric (NCF) perusahaan serta inti busa FR dan pelapis berisi ATH atau intumescent. Produk pertama seri ini, LEO SYSTEM, yang diluncurkan pada tahun 2013, menggabungkan kain SAERTEX yang diolah dengan FR dengan resin FR dan FR atau gelcoat intumescent. “Kami ingin menutup kesenjangan antara kinerja api dan kinerja mekanis,” jelas Jörg Bünker, kepala layanan R&D/aplikasi SAERTEX untuk LEO. “Dengan SISTEM LEO, Anda bisa mendapatkan kandungan serat yang tinggi dan kinerja api yang tinggi. Kami mulai dengan kain yang dimodifikasi dan resin infus vinil ester yang tidak menggunakan ATH atau bahan pengisi lainnya, tetapi diperlakukan dengan penghambat api cair. Itu juga menghindari semua halogen dan bromida, jadi tidak ada bahan beracun, yang berarti tidak ada asap atau asap beracun.”

SAERTEX LEO SYSTEM digunakan di lantai 66 ICE Versi 3 kereta berkecepatan tinggi di Jerman, mengurangi bobot hingga 50% dibandingkan panel kayu lapis sebelumnya (Gbr. 2). Panel komposit berukuran rata-rata 2,4 kali 1,2m dan terdiri dari inti busa SAER, kulit serat kaca NCF, resin vinil ester infus LEO, dan lapisan pelindung LEO di bagian akhir. Menggunakan infus vakum dengan membran silikon yang dapat digunakan kembali dari Alan Harper Composites (Cornwall, UK), panel lantai dibuat oleh SMT Montagetechnik (Forst, Jerman), pemasok eksklusif untuk Deutsche Bahn, menghasilkan 25.000 m ² panel untuk 66 kereta dengan delapan gerbong.

Bünker mengatakan LEO SYSTEM telah diterima dengan baik, “tetapi beberapa pelanggan ingin menggunakan resin epoksi, poliester, atau termoplastik, jadi kami mengembangkan LEO COATED FABRIC.” SAERTEX menerapkan lapisan intumescent setelah pembuatan kain. “Ini sedikit menghamili serat, memungkinkan koneksi yang baik ke komposit,” jelasnya. “Itu tidak bisa aus atau tergores seperti cat. Dalam situasi kebakaran, lapisan intumescent menciptakan busa, mengisolasi komposit dari api dan energi panas. Ini memberikan ketahanan api untuk struktur penahan beban tanpa asap atau asap beracun, memenuhi persyaratan tertinggi.” LEO COATED FABRIC tersedia dalam gulungan dan digunakan seperti kain infus lainnya. “Satu-satunya hal yang harus diperhatikan,” Bünker memperingatkan, “adalah jika Anda menggunakannya sebagai lapisan atas tepat sebelum kantong vakum, karena Anda tidak dapat menghamili melalui lapisan ini ke lapisan laminasi di bawahnya.”

Produk ketiga, SAERcore LEO, "adalah bahan sandwich mikro yang terdiri dari tikar untai cincang (serat kaca) di kedua sisi inti polipropilen (PP) yang dimodifikasi secara khusus FR," kata Bünker. “Kombinasi bahan ini mudah digantung dan memberikan aliran resin yang baik selama infus.” SAERcore LEO ditempatkan ke dalam alat pencetakan dengan countermold dalam proses pencetakan transfer resin ringan (RTM ringan). “Anda dapat menyesuaikan ketebalan bagian melalui rongga antara cetakan dan countermold,” catatnya, “dan dapat menghitung berapa banyak kandungan resin yang Anda inginkan di depan.” SAERcore LEO tersedia dalam berbagai kepadatan dan ketebalan, dan dapat digunakan dengan resin vinil ester, epoksi, dan poliester. “Anda dapat menambahkan ATH ke resin jika Anda ingin menggabungkan metode FR,” kata Bünker. “Bahan ini paling sering digunakan dengan aplikasi poliester RTM. Kami menyarankan untuk menggunakan resin yang diisi dan gelcoat dari Scott Bader, karena telah diuji dan berfungsi dengan baik.”

Ketiga produk SAERTEX LEO telah lulus standar aplikasi kereta api Eropa EN 45545, termasuk kelas HL3 paling ketat untuk kereta bawah tanah dan kereta berkecepatan tinggi. SAERcore LEO digunakan oleh pemasok produk kereta api global BARAT Group (Saint Aignan, Prancis) untuk memproduksi pintu akses kereta berkecepatan tinggi SMILE Stadler (Bussnang, Swiss). Pintu memiliki area cetakan yang rumit, dibuat dalam satu bagian menggunakan RTM dengan resin FR.

Produk SAERTEX LEO juga telah lulus ASTM E84 untuk aplikasi bangunan, dan digunakan oleh Carbures Civil Works Spanyol (Puerto de Santa Maria, Cadiz) untuk memasang panel inti untuk atap ringan Paviliun Inspirasi di markas Yayasan Norman Foster (Madrid, Spanyol). “Jenis aplikasi ini juga cocok untuk SAERTEX COATED FABRIC karena mereka biasanya menggunakan panel datar besar dengan persyaratan insulasi yang mirip dengan sekat laut, misalnya, mewajibkan profil suhu tertentu setelah 30 dan 60 menit terpapar api,” Bünker katanya.

Kerudung intumescent

Solusi tahan api lain untuk digunakan dalam komposit adalah kerudung intumescent. Tecnofire adalah keluarga produk nonwoven intumescent yang dibuat oleh Technical Fiber Products (TFP, Burneside Mills, UK dan Schenectady, NY, US) menggunakan proses peletakan basah (Gbr. 1). Dibuat dalam bentuk gulungan, produk dengan ketebalan berkisar 0,4-10 mm (0,5-2,0 mm adalah yang paling umum). Lebar maksimumnya adalah 50 inci dan dapat dipotong menjadi pita selebar 0,25 inci. Tecnofire dapat digunakan dengan proses pultrusion, RTM, dan infus vakum dengan berbagai resin termasuk epoksi, vinil ester, poliester tak jenuh, termoplastik, dan sistem yang dimodifikasi FR dari Ashland (Columbus, OH, US) dan Polynt (Carpentersville, IL, AS).

“Ketika bahan Tecnofire mencapai 190 °C, mereka mengaktifkan dan memperluas searah dalam arah-z hingga 35 kali ketebalan aslinya,” jelas rekan pengembangan bisnis TFP Scott Klopfer. “Ekspansi itu, yang tidak dapat diubah, membentuk lapisan char insulative. Tecnofire biasanya digunakan di permukaan bagian, di mana ia akan terkena panas dan api selama kebakaran.” Tecnofire telah dirancang khusus agar stabil selama kebakaran dan melindungi struktur di bawahnya.

“Kami memiliki banyak kebebasan dalam apa yang dapat kami masukkan ke dalam bahan ini, termasuk berbagai jenis serat dan partikel,” Klopfer menjelaskan. “Kami menyesuaikan komposisi untuk setiap aplikasi. Misalnya, kami dapat menambahkan ATH sebagai bubuk selama proses pembuatan Tecnofire dan menyebarkannya secara merata ke seluruh bahan.” Dia membandingkan ini dengan proses tradisional menambahkan ATH ke resin matriks, yang dapat menyebabkan peningkatan viskositas. “ATH juga dapat bermigrasi atau menyaring secara tidak merata selama proses pencetakan,” kata Klopfer. “Tecnofire menghindari masalah ini.”

TFP telah membuat lebih dari 100 versi sejak Tecnofire didirikan pada tahun 2005, dengan 10-15 grade yang digunakan secara komersial. Satu memiliki resin epoksi yang sudah dimasukkan ke dalamnya, tersedia dalam lembaran 4-kali-8-ft, seperti kayu lapis. “Ini dibuat untuk industri di mana mereka membutuhkan jenis material veneer,” jelasnya. “Ini adalah salah satu ekspander tertinggi. Kami juga memiliki versi yang dipatenkan yang diaktifkan secara elektrik menggunakan serat berlapis logam untuk komposit yang konduktif dan tahan api. Namun, apa pun gradenya, Tecnofire menjadi bagian integral dari komposit.”

Aplikasi termasuk profil kontinu dengan perlindungan kebakaran built-in untuk digunakan dalam sistem atap, kusen jendela dan pintu, penutup balok baja dan kit perumahan komposit modular. “Ini juga digunakan untuk pintu dengan nilai 45 dan 90 menit, memberikan solusi untuk lulus Uji Tekanan Positif UL 10C dari Rakitan Pintu,” kata Klopfer. “Standar ini memastikan pintu tetap utuh untuk mencegah penyebaran api dan gas panas antar kamar. Di akhir pengujian, pintu harus tahan terhadap selang kebakaran air bertekanan tinggi dan masih memiliki integritas untuk tetap di tempatnya.”

Lihat “

Prepreg FR berbasis bio

Polyfurfuryl alcohol (PFA) adalah resin termoset yang memenuhi kinerja fenolik dengan pemrosesan permukaan yang lebih baik dan keberlanjutan. Pembuatannya dimulai dengan hemiselulosa yang berasal dari biomassa — tongkol jagung, sekam padi dan oat atau limbah tebu (bagasse) — yang diubah menjadi furfuril alkohol berbasis furan dan kemudian dipolimerisasi (melalui katalis asam atau suhu) menjadi PFA. “Kaca/fenolik telah menjadi bahan pilihan untuk waktu yang lama, tetapi jika Anda ingin mempercepat penurunan berat badan, Anda melihat serat karbon dan PFA,” kata Gareth Davies, manajer komersial di pemasok prepreg Composites Evolution (Chesterfield, UK ). Prepreg Evopreg PFC-nya menggabungkan resin PFA dan penguat seperti rami, kaca, aramid, basal atau serat karbon, dan telah lulus uji FAR 25.583 api, asap, dan toksisitas (FST) untuk interior pesawat serta EN 45545 class HL3 untuk rel.

Perusahaan lain yang menawarkan prepreg PFA adalah SHD Composites (Sleaford, Lincolnshire, UK). Perusahaan ini didirikan pada tahun 2010 oleh Steve Doughty, seorang insinyur pengembangan proses selama 20 tahun di Advanced Composites Group. Komposit SHD telah tumbuh secara signifikan, menambahkan pabrik di Slovenia dan Mooresville, NC, AS. Menawarkan dua produk resin fenolik berbasis PFA:FR308 dan PS200.

Dikembangkan sebagai pengganti fenolik untuk interior pesawat, FR308 memenuhi semua persyaratan FST pesawat serta EN 45545 HL3 untuk rel. PS200, yang memenuhi persyaratan proteksi kebakaran untuk baterai pesawat yang diamanatkan oleh European Aviation Safety Agency (EASA), sudah digunakan di pabrikan pesawat penerbangan umum. Dalam uji laboratorium yang menciptakan kembali kondisi pelarian termal untuk baterai lithium-ion, kotak baterai prototipe yang dibuat menggunakan PS200 membuktikan kinerjanya. “Meskipun suhu di dalam mencapai 1.100 °C, bagian luar tidak pernah melebihi 250 °C dan kotak tidak pernah terbakar atau membusuk,” kata direktur teknis SHD Composites, Nick Smith. Perusahaan ini sekarang bekerja sama dengan beberapa perusahaan teknik kendaraan listrik untuk kotak baterai untuk mobil dan jenis kendaraan lainnya.

Baik PS200 dan FR308 diformulasikan untuk menangani seperti epoksi, biasanya mengering pada 120-130 °C dalam satu jam. Keduanya juga lulus BS 476, spesifikasi material Inggris untuk interior bangunan, yang dilihat Smith sebagai pasar berkembang yang cukup besar.

Smith menyoroti rel sebagai pasar lain untuk bahan PFA yang berkembang pesat. “Kami menawar proyek yang cukup besar,” tambahnya. Davies setuju, mengutip beberapa pameran di Pameran Perdagangan Internasional InnoTrans 2018 untuk Teknologi Transportasi di Berlin, termasuk kereta metro CETROVO oleh produsen rolling stock terbesar di dunia, China Railway Rolling Stock Corp. (CRRC, Beijing), yang menampilkan komposit serat karbon bodi mobil, rangka bogie, dan lemari peralatan kabin pengemudi. Sementara itu, Composites Evolution telah bekerja dengan produsen struktur komposit Bercella (Varano de Melegari, Italia) untuk mengembangkan dukungan komposit ringan untuk kursi rel (Gbr. 3). "Ini adalah bagian logam yang cukup tebal dan berat," kata Davies. Bagian sepanjang 1m yang terbuat dari serat karbon Evopreg, namun beratnya kurang dari 5 kg. “Kalikan penghematan berat dengan jumlah penyangga kursi per gerbong, dan desain ulang komposit mengurangi beban gandar secara substansial.”

Prepreg PFA berbasis bio juga ditampilkan dalam daun pintu panel sandwich yang diperkuat serat karbon (CFRP) yang dikembangkan oleh TRB Lightweight Structures (Huntingdon, UK). Dibandingkan dengan daun pintu aluminium berikat, alternatif CFRP berkelanjutan ini, menampilkan inti busa daur ulang 100%, mengurangi berat sebesar 35% — dari 40 menjadi 26 kg — dengan biaya suku cadang yang sebanding. Daun pintu TRB yang ringan memenuhi EN 45545 HL3 dengan masa pakai 40 tahun yang diharapkan, menawarkan ketahanan lelah yang unggul dan biaya perawatan yang lebih rendah dibandingkan aluminium, serta sistem operasi pintu yang lebih ringan untuk bobot lebih lanjut dan manfaat energi.

Meskipun baik Evolusi Komposit dan Komposit SHD juga menawarkan epoksi FR, Davies mengatakan bahwa dalam hal data pengujian, "mereka tidak dapat memberikan kinerja FST penuh yang disediakan oleh resin berbasis PFA, dan harganya lebih mahal." Smith mencatat bahwa epoksi FR masih memiliki ketangguhan yang lebih tinggi, “tetapi resin PFA memiliki ketangguhan yang lebih baik daripada fenolat, dan kami sedang mengerjakan formulasi untuk lebih meningkatkannya. Juga, penghambat api di epoksi FST memperlambat efek api, tetapi mereka akan tetap menyala dan mengeluarkan asap beracun. Saat PFA terbakar, ia hanya melepaskan CO₂ — tidak ada gas beracun yang dihasilkan.”

PFA juga dapat mengungguli fenolat tradisional dalam penyelesaian permukaan. “Ini adalah masalah besar di interior pesawat,” jelasnya. “Produsen menginginkan kualitas suku cadang yang lebih baik untuk pertama kalinya tanpa perlu pengerjaan ulang. Secara historis, komposit FR lebih sulit untuk diproses, membutuhkan beberapa putaran persiapan permukaan karena porositas. Sistem PFA menawarkan penyempurnaan permukaan dengan peningkatan kilau. Hal ini dikonfirmasi oleh proyek Horizon 2020 IntAir, yang menunjukkan bahwa penggantian langsung prepreg PFA untuk fenolik mengurangi waktu siklus pencetakan sebesar 34%, penyelesaian manual sebesar 70%, dan biaya komponen interior akhir sebesar 58%.

Menghilangkan bahan organik

Ada juga teknologi komposit baru yang mencapai ketahanan api dengan menghilangkan bahan organik sepenuhnya, hanya mengandalkan serat anorganik dan polimer. Secara tradisional, polimer anorganik cenderung mahal dan/atau sulit diproses. Beberapa juga rapuh dan/atau sensitif terhadap bentukan dan kerusakan akibat benturan. Namun, polisiloksan, polisilan dan polisialat/geopolimer dapat dicampur menjadi resin atau disintesis menjadi tulang punggung polimer organik, seperti monomer anorganik dasar. Pendekatan ini telah berhasil digunakan dalam pekerjaan pengembangan FR dengan resin polipropilen, polietilen, epoksi, polivinil, poliester, poliamida, dan poliuretan. Geopolimer, khususnya, tampaknya menawarkan potensi dalam penelitian saat ini.

CFP Composites (Solihull, UK) menggabungkan serat karbon cincang dan resin anorganik untuk menghasilkan apa yang disebut FR.10, yang telah lulus uji ketahanan api selama tujuh jam pada 1.500 °C sambil hampir tidak mengeluarkan asap atau gas (Gbr. 4). Bahan ini menawarkan alternatif struktural yang hemat biaya untuk logam yang ringan — FR.10 setebal 2 mm dan beratnya kurang dari 3 kg/m ² dan tebal 5 mm kurang dari 6 kg/m ² . FR.10 juga telah lulus uji struktural di bawah beban, tahan terhadap nyala api langsung pada 1.200 °C selama dua jam, tanpa burn-through sambil memberikan insulasi termal yang cukup untuk menempatkan tangan kosong dalam kontak penuh di sisi belakang. Ini tersedia dalam lembaran 1,3 kali 0,8 m dengan ketebalan hingga 20 mm dan dapat dengan mudah disambung atau direkatkan menggunakan pengencang atau perekat konvensional.

Proses yang digunakan untuk membuat FR.10 menggabungkan serat cincang dan resin anorganik dalam campuran berisi air. Campuran ini kemudian dilepaskan, menghasilkan preform datar dan berbentuk jaring yang sepenuhnya diresapi resin dengan struktur serat arah-x, y- dan z dalam hitungan detik. Ini kemudian dipindahkan ke mesin press 1.000 MT dan cetakan kompresi untuk membentuk lembaran datar atau bagian berbentuk. “Kami dapat memproduksi suku cadang yang ringan dengan sangat cepat, tanpa pemborosan,” kata direktur pelaksana CFP Composites, Simon Price. Dipatenkan secara global, proses ini memungkinkan biaya yang lebih rendah dibandingkan komposit konvensional, sementara komposisi anorganik menghasilkan kinerja api yang lebih tinggi. “Dua rintangan utama untuk adopsi komposit dalam bangunan/konstruksi, kapal berat dan minyak dan gas adalah peraturan biaya dan kebakaran,” kata Price. “Kami membuka aplikasi baru untuk komposit, menggantikan logam atau keramik.”

Solusi baru lainnya adalah fi:resist untuk profil yang tidak mudah terbakar. Ini dikembangkan oleh FISCO GmbH (Zusmarshausen, Jerman), sebuah perusahaan patungan yang didirikan pada tahun 2015 antara spesialis pengencang Jerman Fischer (Waldachtal) dan produsen peralatan di dalam kendaraan Sortimo (Zusmarshausen). Pada Hari Seminar Jaringan Eropa untuk Aplikasi Ringan di Laut (E-LASS) 2018 (26 Juni, Pornichet, Prancis), manajer produk Fisco David Thull menggambarkan fi:resist sebagai penggunaan bahan anorganik 100% yang tidak menghasilkan asap saat terkena api. Selain itu, matriks dan serat kaca dilaporkan mempertahankan kekuatannya masing-masing hingga 1.000 °C dan 600 °C. Bahan ini juga menyediakan insulasi termal yang tinggi dan dilaporkan memenuhi persyaratan DIN 4102-1 dan EN 13501-1 untuk bahan konstruksi Kelas A1 yang paling ketat.

Thull menjelaskan penggunaan fi:resist untuk saluran kabel tahan api, memungkinkan bentang yang lebih besar dengan penyangga yang lebih sedikit berkat kinerja struktural material yang tinggi. Aplikasi lain yang disarankan termasuk dinding partisi pada kapal, penghiasan dan rel untuk balkon kapal dan pintu rol tahan api. Dia mengatakan aplikasi masa depan dapat diperluas ke industri otomotif dan kedirgantaraan. Fi:resist mendapat penghargaan JEC Innovation Award 2016 dalam kategori konstruksi dan infrastruktur.

Pengembangan lanjutan

Nanoclays adalah area pengembangan signifikan lainnya, yang menunjukkan potensi kinerja FR tinggi dengan biaya rendah. Mereka mempromosikan pembentukan arang, dan karena ukuran partikelnya yang sangat kecil dan kemampuannya untuk menyebar pada skala sub-mikron, jumlah nanoclay yang lebih kecil diperlukan dibandingkan dengan aditif skala makro. Ketika tersebar merata dalam sistem resin, jumlah nanoclay 5-10% berat dapat mengurangi pelepasan panas puncak hingga 70%. Pekerjaan awal pada graphene nanoplatelets (GNPs) dan karbon nanotube (CNTs) juga menunjukkan hasil yang positif.

Sementara program pengembangan yang didanai Uni Eropa seperti MAT4RAIL dan FIBRESHIP mengejar tonggak penting dalam bahan FR baru dan meningkatkan kinerja komposit, ada banyak inisiatif berpotensi tinggi lainnya. Misalnya:

• Program Angkatan Laut AS untuk menggantikan PMR-15 dengan resin phthalonitrile berbasis resveratrol yang berkelanjutan;
• Polimer hibrida/busa anorganik dikembangkan di India yang, tanpa aditif FR, dapat memadamkan diri sendiri, tidak menetes atau runtuh dari api dan menunjukkan tingkat pelepasan panas puncak 75% lebih rendah daripada poliuretan tahan api yang tersedia secara komersial yang dibuat menggunakan perancah es dan air sebagai pelarut/porogen;
• Interior pesawat MAI Sandwich yang terdiri dari inti busa dan laminasi CFRP, semuanya dibuat menggunakan Ultrason E polietersulfon dari BASF (Ludwigshafen, Jerman), diproses menjadi 1-3m ² panel dalam waktu kurang dari 5 menit melalui thermoforming dan overmolding otomatis untuk komponen dinding samping, tempat bagasi, pintu, dan dapur yang sesuai dengan FST.

(Rincian lebih lanjut di bilah sisi online, “Mengukur dan meningkatkan ketahanan api dalam komposit”)

“Tujuan kami adalah dengan menyediakan berbagai material berperforma tinggi, penghambat api tidak menjadi masalah utama bagi pelanggan, yang sebaliknya dapat fokus pada pemenuhan kebutuhan proyek secara keseluruhan,” kata Bünker di SAERTEX. Memang, industri komposit secara keseluruhan sedang menuju tujuan itu.

Referensi

“Komposit Polimer Tahan Api” oleh Mahadev Bar, R. Alagirusamy dan Apurba Das, Departemen Teknologi Tekstil, Institut Teknologi India Delhi, New Delhi, India. Serat dan Polimer 2015, Vol.16, No.4, hlm. 705-717.

“TR 18001 – Tinjauan literatur tentang sifat api komposit serat alam” oleh Asanka Basnayake, Juan Hidalgo, Luigi Vandi dan Michael Heitzmann, UQ Composites Group, University of Queensland, Australia. April 2018.

“Komposit dan api:perkembangan dan tren baru dalam aditif tahan api” oleh Belén Redondo, Departemen Komposit AIMPLAS, Pusat Teknologi Plastik, Valencia, Spanyol.

Dunia Komposit webinar “Meningkatkan Proteksi Kebakaran Komposit Menggunakan Nonwoven Canggih”, dipresentasikan oleh TFP pada 31 Januari 2018.