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High Heat Resistance Can Be Deceiving: Dripping Behavior of Polyamide 4.6 in Fire

  • Polyamide 4.6 (PA46) is a high-heat-resistant polymer, but it has no dripping resistance under fire. Three commercial grades of PA46 are investigated under UL 94 vertical fire test conditions. Their performances are discussed based on the materials’ structural, thermal, and rheological properties. PA46 presents flaming drops, whereas dripping is prevented in the flame-retarded PA46. Friction-modified PA46 has increased flaming dripping. Temperature profiles of the specimens under fire and the temperature of the drops are measured by thermocouples. A UL 94 vertical test configuration consisting of two flame applications is designed to assess the quantitative dripping behavior of the set of materials by the particle finite element method (PFEM). Polymer properties (activation energy and Arrhenius coefficient of decomposition, char yield, density, effective heat of combustion, heat of decomposition, specific heat capacity, and thermal conductivity) in addition to rheological responses inPolyamide 4.6 (PA46) is a high-heat-resistant polymer, but it has no dripping resistance under fire. Three commercial grades of PA46 are investigated under UL 94 vertical fire test conditions. Their performances are discussed based on the materials’ structural, thermal, and rheological properties. PA46 presents flaming drops, whereas dripping is prevented in the flame-retarded PA46. Friction-modified PA46 has increased flaming dripping. Temperature profiles of the specimens under fire and the temperature of the drops are measured by thermocouples. A UL 94 vertical test configuration consisting of two flame applications is designed to assess the quantitative dripping behavior of the set of materials by the particle finite element method (PFEM). Polymer properties (activation energy and Arrhenius coefficient of decomposition, char yield, density, effective heat of combustion, heat of decomposition, specific heat capacity, and thermal conductivity) in addition to rheological responses in high temperatures are estimated and measured as input parameters for the simulations. The dripping behavior obtained by simulated materials corresponds with the experimental results in terms of time and drop size. A consistent picture of the interplay of the different phenomena controlling dripping under fire appears to deliver a better understanding of the role of different materials’ propertieszeige mehrzeige weniger

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Autor*innen:Analice Turski Silva Diniz, J. M. Marti, Bernhard SchartelORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Macromolecular Mater and Engineering
Jahr der Erstveröffentlichung:2023
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.5 Technische Eigenschaften von Polymerwerkstoffen
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:Wiley-VCH
Jahrgang/Band:308
Ausgabe/Heft:10
Aufsatznummer:2300091
Erste Seite:1
Letzte Seite:11
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Dripping; Flammability; High heat resistance; PFEM; Polyamide 4.6; UL 94
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
Infrastruktur / Fire Science
DOI:10.1002/mame.202300091
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-586015
ISSN:1439-2054
ISSN:1438-7492
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:18.10.2023
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:18.10.2023
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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