10% 팽창 흑연 난연제의 경우, 아래 그림에서 보여주는 HRR 곡선은 두 개의 피크를 나타냅니다. 점화 후 재료의 즉각적인 연소와 증기로 첫 번째 피크를 급격하게 증가시킨 후 쇠퇴와 후속적인 부하 피크를 나타냅니다. 점화되면, 보호 탄소층은 팽창 흑연 난연제의 팽창 작용의 결과로 즉시 형성되기 시작합니다.
10% 및 20% 팽창 흑연 샘플에 대한 HRR-시간 곡선
잠시 후, 이 숯 층은 콘 히터의 복사 흐름으로 샘플 표면을 절연시키기 위해 물리적 장벽을 형성하여, 따라서 반응 영역으로 열분해 제품의 확산과 산소의 가용성을 제한할 뿐만 아니라 가연성 증기의 형성을 감소시킵니다. 실제로 이것은 연소 효율을 제한하고 비준불연 샘플에 비해 관찰된 HRR을 감소시키며 약 40초에 HRR을 급격히 감소시킵니다. 입사 흐름에 샘플이 계속 노출되면, 탄소 숯 층이 퇴화되기 시작합니다. 열이 샘플 표면으로 침투하고 일부 산소가 가연성 증기와 다시 섞일 수 있습니다. 이것은 HRR-시간 곡선에서 약 100초 동안 상승된 HRR의 두 번째 더 넓고, 현저히 낮고, 더 긴 2차 영역을 발생시킵니다.
본질적으로, 첫 번째 피크는 보호 숯이 형성되기 전의 연소에 해당되고, 두 번째 피크는 해당 층의 실패로 인한 화염에 해당됩니다. 이 관찰은 문헌과 일치합니다. 두 번째 피크는 20% 팽창 흑연 난연제에서 잘 정의되지 않는데, 이는 연소 샘플 위에 형성되는 탄소 숯 층의 깊이와 무결성을 증가시키는 난연제의 증가된 수준으로 인해 발생했을 것입니다. 측정된 총 열유량 값은 비난연 및 브롬화 난연제 샘플에 비해 약간의 폼만 형성되었음을 나타냅니다. 따라서 화염이 소멸된 후 남아있는 초기 난연제 및 팽창된 잔류 숯 층은 테스트 종료시 남아있는 질량 백분율의 상대적으로 높은 측정값과 관련이 있어야 합니다.
마지막으로, 인계 난연제 샘플의 콘칼로리미터 테스트에 대한 비디오 관찰은 해당 샘플의 결과를 입증하는데 매우 유용함이 입증되었습니다. 연소 초기 단계에서, 점화 후 약 20초에 초기 다공성 표면 숯 층이 인계 난연제 샘플의 표면에 형성되었지만, 이 층은 연소 과정을 효과적으로 억제하지 못하므로 부분적으로 산화된 연소 생성물이 반응 영역으로 통과할 수 있습니다. 또한 인계 난연제는 연소 효율을 더욱 억제하는 가스 단계 연소 반응을 어느 정도 억제합니다. 이러한 영향은 인계 난연제 그림에서 볼 수 있는 HRR(피크 후)의 측정 값의 점진적인 감소를 통해 명백합니다. 단, 피크 HRR의 값은 여전히 비난연제 샘플과 비슷합니다.
비난연 및 10% 난연 샘플의 HRR 대 시간곡선
비난연 및 20% 난연 샘플의 HRR 대 시간곡선
점화 후 약 80초에, 두꺼워진 다세포 숯 층이 인계 난연제 샘플의 표면에 형성되어 입사 복사 흐름으로 표면을 단열하고 불꽃의 소화를 촉진할 뿐만 아니라 연료 증기의 가용성을 감소시키고 공기와의 혼합을 감소시킵니다. 그 결과, 현재 관찰된 측정된 HRR 값이 급격히 감소하고 다른 시스템에 비해 인계 난연제 샘플에 대해 측정된 총 연소 기간이 더 짧습니다. 샘플 연소 및 숯 형성의 감소된 지속 시간은 테스트 시간 후 잔류 질량 비율(% PMR)을 높입니다. 이것은 많은 인계 난연제에 대해 보고된 난연성의 응축 단계(또는 숯 형성) 작용과 일치합니다.