مطالعات امکان سنجی واحد تولید پلی اورتان ترموپلاستیک نسوز

ترکیبات ترموپلاستیک پلی ­اورتان [TPU] براي کاربردهایی که نسوز بودن مورد نظر است مانند کاربرد در سیم ­ها و کابل، مفید هستند. یک روش ویژه براي نسوزکردن پلیمرها، استفاده از سیستم ­هاي پف کننده می ­باشد. اصطلاح پف ­کننده به لایه زغال کفی که بر روي سطح ماده پلیمري در اثر وجود آتش تشکیل می­شود گویند. لایه زغالی مواد تحتانی را در برابر آتش محافظت می­کند. به عبارت دیگر این لایه به صورت یک مانع فیزیکی عمل می­نماید و نفوذ محصولات فرار قابل اشتعال به سمت آتش و نفوذ اکسیژن به سمت پلیمر را محدود می­کند. درنتیجه پوشش زغالی، انتقال حرارت و انتقال جرم را میان گاز و فاز جامد آهسته وکند می­نماید. TPUخالص (پلیمر TPUبدون افزودنی­هاي نسوزکننده) تحت فلاکس حرارتی بالا یا در معرض آتش، طی دو مرحله متوالی تخریب می­شود. مرحله اول تخریب از طریق شکستن مولکول­هاي پلیمر در دماهاي بین C˚۲۴۰ تا C˚۴۰۰ رخ می­دهد که بیشترین افت وزنی را در دماي C˚۳۲۰ دارد. مرحله دوم تخریب در محدوده دمایی ۴۰۰ تا C˚۷۰۰ اتفاق می­افتد که منجر به از بین رفتن کامل پلیمر می­شود.

بخاطر شکستن مولکول­هاي پلیمر وزن مولکولی پلیمر TPU همچنین ویسکوزیته مذاب آن کاهش می­یابد. بنابراین باعث ریزش زیاد پلیمر مذاب می­شود. پلیمر مدت کمی پس از جرقه شروع به سوختن می­کند و در هنگام سوختن بصورت مذاب درمی­آید و می­ریزد. اگر این پلیمر در ساختمان کابل یا سیم باشد، ریزش پلیمر مذاب هنگام سوختن باعث قرارگرفتن سطح جدیدي از پلیمر در معرض آتش شده و در نتیجه آتش به نواحی دورتر از نقطه اولیه آتش­گیري گسترش می­یابد. در این حالت آتش فقط در صورتی خاموش می­شود که پلیمر مذاب تماما ریزش کرده و آتش به سطح سیم هادي الکتریسیته لخت و عریان برسد. افزودنی­هاي هالوژنی مانند موادي بر پایه کلر و برم براي افزایش خاصیت نسوز بودن ترکیبات TPU به آن­ها اضافه می­شوند. در حال حاضر، TPU هایی که ترکیبات هالوژنی ندارند مطلوب هستند. به همین دلیل نیاز است که در فرمولاسیون TPU از مواد دیگري همچون ملامین سیانور به جاي افزودنی ­هاي هالوژنی استفاده شود.