Thermochemical properties of five polymeric firestop materials
Loading...
URL
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
School of Chemical Engineering |
Master's thesis
Unless otherwise stated, all rights belong to the author. You may download, display and print this publication for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Authors
Date
2024-12-31
Department
Major/Subject
Chemical and Process Engineering
Mcode
Degree programme
Master's Programme in Chemical, Biochemical and Materials Engineering
Language
en
Pages
90
Series
Abstract
Firestops are systems which are used in fire compartmentation to fill, insulate and protect the penetrations or gaps. In this master’s thesis work, the thermo-chemical properties of five different firestops materials are studied. Thermogravimetric anal-ysis and differential scanning calorimetric analysis were performed for the firestop samples in both inert and oxidizing atmospheres from 40°C to 800°C with three different heating rates. The decomposition temperatures, energies, mass loss rates and residual masses of the products were determined, and the results were com-pared with thermochemical properties of polymers without fire-retardant treatment collected from the literature. For all five products, thermal decomposition was more complex, lasted to higher temperatures and left higher residual masses than decomposition of untreated pol-ymers of the same polymer group. For most products, decomposition of the samples started at lower temperatures than the decomposition of the reference polymers, but similarities were observed between the base polymers and the fire-retardant treated polymer products. However, the results cannot be generalised to all fire-stops, as different fire retardants affected the decomposition of the products in very different ways. Further research is needed on both the composition of the materials and the behav-iour of the firestops under heating. Based on the results of the TGA and DSC exper-iments, the thermal decomposition of the materials and the associated energy can be outlined, but this information does not allow to determine which substances react in the product or the composition of the residues. Furthermore, mass losses and associated energies do not tell all about the function of the materials, as the internal temperature of the samples and external changes during heating in closed furnace cannot be known.Palokatkoja käytetään palo-osastoinnissa läpivientien sekä saumojen tiivistykseen, eristämiseen ja suojaamiseen. Tämä diplomityö käsittelee viiden erilaisen palokatkon termokemiallisia ominaisuuksia. Palokatkomateriaaleille suoritettiin termogra-vimetrinen analyysi ja differentiaalinen pyyhkäisykalorimetrianalyysi lämmittämällä näytteitä välillä 40 °C – 800 °C kolmella eri lämmitysnopeudella sekä inertissä että hapettavassa ympäristössä. Tuotteiden hajoamislämpötilat, -energiat, massan häviämisnopeudet ja jäännösten massat määritettiin ja tuloksia verrattiin kirjallisuudesta kerättyihin palonestoaineilla käsittelemättömien polymeerien termokemiallisista ominaisuuksiin. Kaikkien viiden tuotteen kohdalla lämpöhajoaminen oli monimutkaisempaa, kesti korkeampiin lämpötiloihin ja jätti suuremmat jäännösmassat kuin samoihin poly-meeriryhmiin kuuluvien palonestoainevapaiden polymeerien hajoaminen. Useimmilla tuotteilla näytteiden hajoaminen alkoi jo alhaisemmissa lämpötiloissa kuin vertailtujen polymeerien hajoaminen, mutta samankaltaisuuksia palonestoainekä-siteltyjen polymeerituotteiden ja käsittelemättömien polymeerien välillä oli havaittavissa. Tuloksia ei kuitenkaan voida yleistää kaikille palokatkoille, sillä erilaiset palonestoaineet vaikuttivat tuotteiden hajoamiseen hyvin eri tavoin. Lisätutkimusta tarvitaan niin materiaalien tarkemmasta koostumuksesta kuin myös palokatkojen käyttäytymisestä lämmitystilanteessa. Kokeiden tulosten perusteella voidaan hahmottaa materiaalien termistä hajoamista sekä siihen liittyvää energiaa, mutta näiden tietojen perusteella ei voida määrittää, mitä aineita tuotteissa reagoi tai mikä on jäännösten koostumus. Massahäviöt ja niihin liittyvät energiat eivät myöskään kerro kaikkea materiaalin toimintaperiaatteista, sillä näytteiden sisäistä lämpötilaa ja ulkoisia muutoksia ei voida tietää lämmityksen tapahtuessa suljetussa laitteistossa.Description
Supervisor
Hostikka, SimoThesis advisor
Niskanen, JukkaKeywords
firestop, TGA, DSC, fire retardant, polymeric firestop, decomposition