塑料選用對電線電纜防火的影響

鑒于聚氯乙烯 (Polyvinyl Chloride, PVC) 塑料本身的特殊結構，其早已被廣泛地運用在消費類產(chǎn)品中，如包裝材料、信用卡、輸送管線、電纜絕緣層、建筑材料等。相較于與其結構相近的聚乙烯 (Polyethylene，PE) ，PVC 是由一個氯原子取代 PE 結構中的一個氫原子而研發(fā)出來的，因此不僅 PVC 的硬度藉由“氫-氯”間的強力鍵結而有效提高，且 PVC在高溫環(huán)境下會釋放氯自由基與火焰中的氫或氫氧自由基反應，來達到阻燃目的，同時PVC 的可撓性又能通過添加塑化劑而提升，所以使得 PVC 的運用愈加多元化。
 
2008 年，全球 PVC 產(chǎn)能高達 3 千 4 百萬噸，根據(jù) 2005 年發(fā)表的 PVC Handbook資料顯示，因上述的 PVC 特性，其中約有 40% 的 PVC 產(chǎn)能被用作電線電纜的絕緣層 (Insulation) 與電纜外層 (Jacket)。
 
只是 PVC 雖因優(yōu)異的特性廣受青睞，但它燃燒時卻會大量產(chǎn)生對人體有害的“戴奧辛” (Dioxins) 毒氣，基于近年環(huán)保團體對于無鹵環(huán)境的要求日益升高，許多用來取代 PVC 的低煙無鹵 (Low Smoke Zero Halogen, LSZH) 材料陸續(xù)被開發(fā)。不過不同材料會呈現(xiàn)差異極大的阻燃能力，所以廠商在設計電線電纜時，應針對不同用途，選擇具適用阻燃效果的絕緣塑料。
 
材料阻燃能力分析
 
UL早年已針對材料阻燃力展開研究，并發(fā)表與實境燃燒結果相近的 UL 910 Steiner Tunnel (史坦納燧道) 燃燒測試方法�！侗硪弧匪�示為 UL 與 BRE/ FRS (Building Research Establishment/ Fire Research Station) 所合作的燃燒測試研究報告，經(jīng)由塑料工業(yè)協(xié)會SPI發(fā)表，主要是針對5 種不同類型的傳輸電纜，包括 CMX/T、CMP、CMX、IEC 332-1 等級 (LSZH) 以及 IEC 332-3 等級 (LSZH) 進行實境仿真燃燒與 UL 910 Steiner Tunnel 燃燒測試。通過兩種不同的測試方式，我們可觀察出 5 種不同的電纜呈現(xiàn)出的火焰蔓延程度與煙霧濃度的差異。
 
《表一》5種傳輸電纜的UL 910 Steiner Tunnel與實境仿真燃燒結果分析
線型絕緣層用料 外層用料火焰蔓延分析 (已燃燒線材狀態(tài))濃煙散布分析 (瞬間最高光密度)濃煙散布分析 (平均光密度)CMX/T1聚乙烯 (PE)聚氯乙烯 (PVC)低于 10% (90%的電纜維持完整)低于 0.5低于 0.1CMP氟化聚合物氟化聚合物低于 20% (80%的電纜維持完整)低于 0.5低于 0.1CMX聚乙烯 (PE)聚氯乙烯 (PVC)100% (燃燒殆盡)高于 2.0高于 0.9IEC 332-1 等級(LSZH)聚乙烯 (PE)聚乙烯 (PE)100% (燃燒殆盡)接近 1.0接近 0.1IEC 332-3 等級(LSZH)聚乙烯 (PE)聚乙烯 (PE)100% (燃燒殆盡)低于 0.5接近 0.1

1將CMX電纜放置于金屬線槽時

測試結果顯示，以聚乙烯