AN INVESTIGATION OF EFFECTS OF AMMONIUM POLYPHOSPHATE ADDITION ON FIRE BEHAVIORS OF THERMOPLASTIC POLYURETHANE/POLYPROPLENE COMPOSITES
AbstractAbstract: Polymer based composite materials are widely used in various industrial applications due to their good mechanical properties and easy production methods. But these materials can easily ignite and burn. Therefore, different studies have been performed to enhance the fire behaviors of polymer based composite materials. One of the most common method is adding different flame retardants to improve the fire behaviors. Cone calorimeter test is one of the most important methods to investigate and enhance the fire behaviors of the polymer materials. The parameters like heat release rate, total heat release, time to ignition and mass loss can be determined by cone calorimeter tests. Also, the poisoning emissions (smoke, CO, NO) generated during the combustion can be measured. In this study, ammonium polyphosphate was added into the thermoplastic polyurethane/polypropylene composite material at different loadings, namely 5 and 10 wt % and the composite materials were tested in a cone calorimeter. Heat release rate and total heat released values decreased with the addition of ammonium polyphosphate. In addition, smoke, CO and NO generations also decreased with the addition of ammonium polyphosphate. As a conclusion, it was determined that 5 and 10 wt % ammonium polyphosphate additions into the thermoplastic polyurethane/polypropylene composite material can significantly enhance the fire resistance of the composite material Özet: Polimer esaslı kompozit malzemeler, üretim kolaylığı ve üstün mekanik özelliklerinden dolayı farklı birçok endüstriyel uygulamada kullanılmaktadır. Fakat bu malzemeler kolayca tutuşabilmekte ve yanabilmektedir. Bu nedenle polimer esaslı kompozit malzemelerin yanma dirençlerinin arttırılması üzerine çeşitli yöntemlerin uygulandığı çalışmalar yapılmaktadır. Bu yöntemlerden birisi de bu malzemelere farklı alev geciktiricilerin ilavesidir. Polimerlerin yanma davranışlarının incelenmesi ve iyileştirilmesinde en yaygın kullanılan yanma testlerinden birisi de konik kalorimetre testleridir. Konik kalorimetre yanma testinde ısı yayılım hızı, toplam ısı yayılım miktarı, tutuşma zamanı ve kütle kaybı gibi parametrelerin yanında yanma esnasında oluşan zehirli emisyonların (is, CO, NO, CO2) oluşumları da belirlenebilmektedir. Bu çalışmada termoplastik poliüretan/polipropilen kompozit malzeme içerisine alev geciktirici olarak % 5 ve 10 oranlarında amonyum polifosfat ilave edilerek malzemelerin konik yanma testleri gerçekleştirilmiştir. Amonyum polifosfat ilavesi ile kompozit malzemenin ısı yayılım hızları ve toplam ısı yayılım miktarında dikkate değer azalma olmasının yanında is, CO ve NO emisyonlarında da belirli oranlarda azalma meydana gelmiştir. Sonuç olarak, termoplastik poliüretan/polipropilen kompozit malzeme içerisine % 5 ve % 10 amonyum polifosfat ilavesi ile yanma direncinde dikkate değer bir artış yapılabileceği tespit edilmiştir.