Was ist ein hitzebeständiges Material?
Hitzebeständige Materialien werden durch die Verarbeitung von chemischen Stoffen hergestellt und haben hervorragende, nicht brennbare Eigenschaften, die einen Anstieg der Temperatur von Gegenständen und Räumen verhindern, indem sie die Wärmeübertragung hemmen. Zu den Materialien gehören Metall, Glas, Kieselerde, Gummi und Kunststoff.
Hitzebeständige Materialien unterliegen einer hitzebedingten Zustandsänderung, die vom Material abhängt.
Polypropylen (PP) beispielsweise ist fest, und die Platte lässt sich im Niedrigtemperaturbereich leicht verformen.
Liegt der Temperaturbereich jedoch im mittleren Temperaturbereich, beginnt sie sich zu verformen und wird gummiartig, zwischen fest und flüssig, und zeigt Elastizität. Bei höheren Temperaturen schmilzt es und geht in einen schlammigen, flüssigen Zustand über und beginnt zu fließen.
Im Allgemeinen ändern hitzebeständige Materialien ihren Zustand, wenn sie Hitze ausgesetzt werden, und verlieren ihre Funktion wie oben beschrieben.
Anwendungen von hitzebeständigen Materialien
Hitzebeständige Materialien werden nicht nur verwendet, um äußeren Temperaturschwankungen bei Produkten zu widerstehen, sondern auch, um zu verhindern, dass die Temperatur von Gegenständen steigt oder fällt. Sie werden vor allem in der Industrie, im Bauwesen und in der Lebensmittelindustrie verwendet, aber auch außerhalb der Industrie können hitzebeständige Materialien im allgemeinen Leben eingesetzt werden.
- Hitzebeständige Materialien im allgemeinen Leben
Ein Beispiel für den Einsatz im allgemeinen Leben ist die Verwendung von hitzebeständigen Platten und die Wärmedämmung von Fußbodenheizungen. Fußbodenheizungen können effizient erwärmt werden, indem Dämmplatten unter die Fußbodenheizung gelegt werden. Allerdings muss sie nicht nur die kalte Luft unter dem Boden abhalten, sondern auch die Wärme der Fußbodenheizung. Die Verlegung von Hitzebeständigen Materialien kann daher diese Probleme lösen. - Hitzebeständige Materialien in industriellen Anwendungen
In der Industrie werden hitzebeständige Materialien je nach Temperaturbereich, dem sie standhalten können, unterschiedlich eingesetzt. So werden beispielsweise bei minus 50 °C oder darunter Produkte aus Materialien wie Silizium und Glas verwendet, die auf Baustellen und im Materialtransport zum Einsatz kommen. Bei Temperaturen von etwa 200 °C werden sie außerdem verwendet, um Funken und Spritzer bei Schweißarbeiten zu verhindern.
Hitzebeständige Materialien können je nach Art des Materials und der Umgebung, in der es eingesetzt wird, unterschiedliche Ergebnisse bei der Prüfung der Hitzebeständigkeit desselben Produkts erzielen. Daher ist es wichtig, die Leistung des Produkts in einer realen Umgebung zu testen, bevor man es einsetzt.
Funktionsweise der hitzebeständigen Materialien
Hitzebeständige Materialien werden hauptsächlich bei Schweißarbeiten eingesetzt, um Gebäude und Menschen vor Hitzequellen zu schützen. Funken von Schweißarbeiten enthalten Spritzer und Butzen sowie geschmolzene Metalltröpfchen, die je nach Partikelgröße und anderen Faktoren Temperaturen von etwa 2000 °C bis 3000 °C erreichen können.
Wenn sie an der Umgebung haften bleiben, können sie daher Gegenstände beschädigen und Brände verursachen. Auch der direkte Kontakt von Funken mit dem menschlichen Körper kann zu schweren Verletzungen führen.
Hitzebeständige Materialien, die bei Schweißarbeiten verwendet werden, können nach Industriestandards zertifiziert werden.
Die Wahl eines hitzebeständigen Materials, das für die Umgebung, in der es verwendet wird, geeignet ist, ermöglicht daher eine sicherere Ausführung der Arbeiten.
Hitzebeständige Materialien sind auch mit einer Fluorbeschichtung erhältlich, die verhindert, dass Schmutz an der Platte haften bleibt.
Auswahl hitzebeständiger Materialien
Hitzebeständige Materialien werden für den Einsatz im Temperaturbereich von ca. 60 °C und darüber empfohlen, um die Sicherheit und den Komfort zu verbessern; bei ca. 60 °C besteht nur eine geringe Entzündungsgefahr, aber in diesem Temperaturbereich sind Maßnahmen im Hinblick auf Verbrennungen und Verarbeitbarkeit erforderlich. Besondere Aufmerksamkeit sollte der Entzündung in den folgenden Temperaturbereichen gewidmet werden
Wirksamkeit hitzebeständiger Materialien zur Verhinderung einer Entzündung
Materialien, die im Allgemeinen eine Entzündung verursachen, wie z. B. Holz, stauen die Wärme, die dem Material von der Wärmequelle zugeführt wird. Wenn diese Wärme eine bestimmte Temperatur erreicht, wird die Oxidationsreaktion des Materials weiter beschleunigt und eine Entzündung ausgelöst.
Die Entzündungstemperatur bei Vorhandensein einer Feuerquelle in der Nähe wird als Flammpunkt bezeichnet, während die Temperatur, bei der eine spontane Entzündung in Abwesenheit einer Feuerquelle auftritt, als Zündtemperatur bezeichnet wird.
Es gibt noch ein weiteres Phänomen, das als Niedrigtemperaturzündung bezeichnet wird. Bei der Niedrigtemperaturentzündung werden Materialien der Hitze ausgesetzt, verlieren an innerer Feuchtigkeit und haben weniger Platz, um Wärme zu entweichen, was zu einem Hitzestau und einer Entzündung auch bei niedrigen Temperaturen führt.
Hitzebeständige Materialien können daher verwendet werden, um die Entzündung zu kontrollieren und Brände zu verhindern.
- Flammpunkttemperatur
Die Flammpunkttemperaturen liegen zwischen etwa 220 °C und 264 °C. - Entzündungstemperatur
Die Entzündungstemperaturen reichen von ca. 260 °C bis 416 °C. - Entzündung bei niedriger Temperatur
Die Temperatur, bei der eine Entzündung bei niedriger Temperatur auftreten kann, liegt bei etwa 100 °C bis 150 °C.
Arten von hitzebeständigen Materialien
Es gibt eine Vielzahl hitzebeständiger Materialien, so dass es wichtig ist, das richtige hitzebeständige Material für den jeweiligen Zweck auszuwählen. Die folgenden Arten von hitzebeständigen Materialien sind erhältlich:
- Elastomer-Platten
Elastomerplatten sind Materialien mit Gummielastizität. Es gibt zwei Arten von Elastomerwerkstoffen: Thermoplastische Werkstoffe wie Werkstoffe auf Styrol- und Olefinbasis und duroplastische Werkstoffe wie Werkstoffe auf Butadien- und Urethanbasis. Sie werden hauptsächlich für Ofenverpackungen, Dichtungen und Dichtungsmaterialien verwendet. - Hitzebeständige Beutel, Abdeckungen und Matten.
Hierbei handelt es sich um gewebte Produkte aus Glas- oder Quarzfasern, die für den Transport und den Schutz von Produkten mit hohen Temperaturen und zur Vermeidung von Funkenbildung verwendet werden. Im Allgemeinen haben Siliziumdioxidfasern eine höhere Hitzebeständigkeitstemperatur als Glasfasern. - Siliziumfolien
Siliziumfolien sind mit Silizium beschichtete Gewebe oder andere Materialien, die sowohl hitze- als auch kältebeständig sind. Sie werden hauptsächlich für Härtefolien, Trennwände, Vorhänge und küchenbezogene Produkte verwendet. - Produkte aus Aramidfasern
Zu den hitzebeständigen Produkten aus Aramidfasern gehören Arbeitskleidung und Verpackungsmaterialien mit eingewebten Fasern, hitzebeständige Bänder und Aushärtebänder. Gewebe und Bänder aus Aramidfasern sind ebenfalls hitzebeständig und flammhemmend und bieten Flexibilität und verbesserte Elastizität.