O processo de retardância da chama pode ser caracterizado na fase gasosa, investigando presentes espécies de pirólise ou em fase sólida, estudando a morfologia e a composição da camada de carvão. Existem numerosos métodos de caracterização de macro e micro incêndio. Limitando o índice de oxigênio (LOI), UL-94, calorimetria de cone, calorimetria em microescala e análise termogravimétrica (TGA) são dos métodos de caracterização de incêndio mais comuns.
O LOI é um dos métodos principais que são usados há muitos anos para investigar a relativa inflamabilidade dos materiais. O material com LOI menor que 21% pode queimar facilmente, enquanto os materiais com LOI maiores que 21% exibem inflamabilidade reduzida após a remoção da fonte de ignição. O LOI requer uma configuração econômica e um pequeno tamanho de amostra. No entanto, devido à simulação de alto índice de oxigênio e calor de entrada em pequena escala, não é muito adequado para determinar a extensão real do desempenho do fogo.
Os testes UL-94 foram considerados para medir a taxa de queima e as características dos plásticos. O teste vertical UL94 é amplamente utilizado para determinar a ignorabilidade e a taxa de propagação da chama de materiais plásticos. Neste teste, a amostra é queimada usando condições específicas de chama por um determinado período de tempo. O tempo necessário para que o incêndio seja extinto (remoção após a chamada) é uma indicação das propriedades de retardamento de incêndio da amostra.
Como um dos métodos de caracterização de incêndio mais importantes para materiais poliméricos, a calorimetria do cone mede a concentração de oxigênio redutora nos gases de combustão de uma amostra sujeita a um determinado fluxo de calor. Depois de expor a amostra a um aquecedor elétrico radiante cônico, a combustão é desencadeada por uma faísca elétrica. A variedade de dados, como a taxa de liberação de calor (HRR) em função do tempo, o pico da taxa de liberação de calor (PHRR), a taxa total de liberação de calor (THR) e a taxa de perda de massa (MLR) pode ser relatada por este teste.
O teste de calorimetria em microescala fornece um método rápido e econômico para pesquisa acadêmica e industrial de polímeros. Estudos sugerem o potencial desse método para determinação quantitativa do desempenho de incêndio em larga escala para amostras de miligramas. As amostras são decompostas termicamente a uma taxa de aquecimento constante. Em seguida, os produtos de combustão da pirólise de estado sólido são removidos usando nitrogênio e depois misturados com excesso de oxigênio para garantir a combustão completa. A exaustão de oxigênio é medida analisando a mistura restante de oxigênio/nitrogênio após a eliminação de voláteis de combustão da corrente de gás. A taxa de liberação de calor e outros parâmetros de inflamabilidade, como a capacidade de liberação de calor e o rendimento de carvão estão entre os resultados da calorimetria em microescala.
A TGA mede as mudanças no peso dos materiais em função da temperatura com base nos padrões ASTM E1131 e ISO 11358. Perda de peso à temperatura de início (tonset) e porcentagem do peso que permanece no final do processo de aquecimento (incluindo massa de resíduo de char) são obtidas pelo TGA. Os materiais com amplo tonset produzem menos combustível para a combustão e, portanto, têm melhores propriedades de retardamento de chama.
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