출처: https:tk//uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/8455/Adeosun_David.PDF.pdf?%09sequence=5
6) 미연소 총 탄화수소(UTH, unburned total hydrocarbon)
미연소 총 탄화수소의 생성 속도와 최대 생성 속도까지의 시간을 측정하여 비난연, 10% 난연 및 비난연, 20% 난연제의 경우 각각 아래 그림에 나타나있습니다. 여기에 보고된 미연소 총 탄화수소(UTH)의 측정값은 경질우레탄폼 연소 중에 산화되지 않아 콘칼로리미터 배기 흐름으로 운반되는 모든 탄화수소계 종의 총 농도를 반영합니다. 10% 난연제의 경우, 결과는 인계 난연제 및 팽창 흑연 난연제 경질우레탄폼에서 측정된 미연소 총 탄화수소의 고농도를 나타내며, 아래 그림과 같이 브롬 난연제 및 비난연 경질우레탄폼의 경우 상당히 낮은 농도가 관찰되었습니다.
[비난연 및 10% 난연 경질우레탄폼의 화염 연소로 인한 미연소 총 탄화수소 농도–시간곡선]
난연제 추가를 20%로 증가시킴으로써 인계 난연제 경질우레탄폼은 아래 그림에 표시된 것처럼 비난연 경질우레탄폼 및 다른 난연제를 포함하는 경질우레탄폼보다 더 많은 미연소 총 탄화수소를 생성합니다. 아래 그림에서 20% 난연제는 인계 난연제 경질우레탄폼에 대해 약 450ppm의 가장 높은 미연소 총 탄화수소 농도를 보여줍니다. 비난연 경질우레탄폼은 약 200ppm의 최저 미연소 총 탄화수소 농도를 생성하지만 팽창 흑연 난연제 및 브롬 난연제는 각각 180ppm 및 250ppm을 생성합니다.
[비난연 및 20% 난연제 경질우레탄폼의 화염 연소로 인한 미연소 총 탄화수소 농도–시간곡선]
미연소 총 탄화수소의 농도는 모든 테스트의 최종 연소 단계에서 다시 감소합니다. 사례 연구로 20% 인계 난연제 경질우레탄폼을 사용하여 최대 미연소 총 탄화수소 발생량은 아래 그림에서와 같이 피크 열방출율을 측정(t=20초)할 때 즈음에 발생하며, 미연소 총 탄화수소의 농도는 시험 종료까지 미연소 총 탄화수소의 생상률을 꾸준히 낮추는 구조의 열전달 및 산소 확산을 방지하는 보다 안정한 숯 층이 형성되는 시점까지 일정 기간 동안 높은 수준으로 유지됩니다.
[20% 인계 난연제 경질우레탄폼에 대한 열방출율 및 미연소 총 탄화수소 시간 측정 겹침]
팽창 흑연 난연제와 인계 난연재 경질우레탄폼 모두에서 미연소 총 탄화수소의 모양과 생성율은 매우 흥미롭습니다. 아래 그림은 두 난연제의 10% 및 20% 농도의 두 경질우레탄폼에 대한 시간에 따른 미연소 총 탄화수소의 겹침 구성을 보여줍니다. 피크값은 상당히 다르지만 10% 및 20% 팽창 흑연 난연제 경질우레탄폼에 대한 미연소 총 탄화수소 시간 기록의 모양은 유사합니다. 각각 10% 및 20% 팽창 흑연 난연제 경질우레탄폼의 농도가 약 900ppm과 200ppm에서 피크값으로 가파르게 상승합니다.
[10% 및 20% 팽창 흑연 난연제 및 인계 난연제 경질우레탄폼에 대한 미연소 총 탄화수소 곡선 겹침]
유사하게 10% 및 20% 인계 난연제 경질우레탄폼에 대한 시간에 따른 측정된 미연소 총 탄화수소 농도의 구성은 이전에 논의된 이러한 경질우레탄폼에서 숯 층 형성의 특성에 의해 다시 설명될 수 있는 광범위하고 다중 피크로 특징지어집니다. 피크 미연소 총 탄화수소 농도는 비난연 및 브롬 난연제에 대해 각각 관찰된 120ppm 및 200ppm의 훨씬 낮은 값과 비교할 때, 각각 10% 및 20% 첨가제의 경우 600ppm 및 400ppm에 가깝습니다. 다시 말해, 이것은 기본 경질우레탄폼의 연소에 대한 숯 층의 효과와 일치합니다.
팽창 흑연 난연제와 인계 난연제 경질우레탄폼을 시험하는 동안 측정된 높은 농도의 미연소 총 탄화수소는 풍부한 가연성 혼합물의 존재를 암시하지만, 기본 폼 내의 이들 난연재의 농도를 10%에서 20%로 증가시키면 팽창 흑연 난연제의 연소시 발생하는 미연소 총 탄화수소 농도의 피크값이 80%, 인계 난연제가 25% 감소합니다. 브롬 난연제 경질우레탄폼의 최고 미연소 총 탄화수소 농도는 브롬 난연제의 비율 증가에 의해 크게 열향을 받지 않는 것으로 보입니다.
20% 팽창 흑연 난연제 및 인계 난연제 경질우레탄폼 모두에서 미연소 총 탄화수소 종류의 상대적으로 낮은 생성율은 이러한 난연제의 수준을 높이면 경질우레탄폼의 질량 손실률(MLR)을 항상 감소시키는 숯 형성의 양을 직접 증가시킨다는 생각과 일치합니다. 따라서 미연소 총 탄화수소의 생성율은 낮아집니다.이 생각은 난연제의 농도가 10~20%에서 증가함에 따라 20% 팽창 흑연 난연제 및 인계 난연제 테스트 중에 산소를 덜 소비한다는 사실에 의해 더욱 뒷받침됩니다.
결합된 결과는 이 연구에서 테스트된 다양한 난연제가 폴리머 화학 및 연소 작용의 물리학에서 중요한 역할을 하며 종종 위에서 설명한 미연소 총 탄화수소 가스의 농도에 상응하는 변화와 함께 어느 정도 불완전 연소를 초래함을 나타냅니다.