Lage-polyethyleen (LDPE) heeft als thermoplastisch koolwaterstofpolymeer een verbrandingsprestatie die rechtstreeks van invloed is op de veiligheidsbeoordeling van het materiaal tijdens de verwerking, het gebruik en de afvalverwerking.LDPE-moleculen zijn samengesteld uit een koolstofskelet met lange- keten en waterstofatomen, en bevatten geen halogenen, fosfor of andere vlamvertragende elementen-. Daarom vertoont het de typische polymere ontvlambaarheid onder verwarmings- of brandomstandigheden. Diepgaand onderzoek naar het verbrandingsmechanisme en de controlemaatregelen is cruciaal voor de veilige toepassing van dit materiaal.
Vanuit het perspectief van het verbrandingsmechanisme ondergaat LDPE eerst thermische ontleding onder invloed van een externe warmtebron, waarbij moleculaire ketens worden afgebroken en koolwaterstofgassen met laag{0}}moleculair-gewicht worden gegenereerd, zoals methaan, ethyleen, propyleen en verschillende olefinen. Wanneer de omgevingstemperatuur het pyrolysebereik bereikt (ongeveer 300-400 graden) en er voldoende zuurstof is, vermengen deze vluchtige brandbare gassen zich met lucht en vormen een brandbaar mengsel. Bij het tegenkomen van een ontstekingsbron vindt verbranding in de gasfase plaats, met een lichtblauwe of gele vlam, vergezeld van gesmolten druppels. Omdat koolwaterstoffen verbranden en kooldioxide en water produceren, komt bij het verbrandingsproces een grote hoeveelheid warmte vrij, ongeveer 46 MJ/kg. De vlamvoortplantingssnelheid varieert afhankelijk van de vorm, de dikte en de omgevingsomstandigheden van het monster.
De zuurstofindex (LOI) van LDPE ligt over het algemeen rond de 17%–18%, lager dan de drempel van 26% die vereist is voor de meeste vlamvertragende materialen, wat aangeeft dat het zeer ontvlambaar is en continu brandt in de lucht. Bij verticale brandtests kan het gesmolten druppelen van LDPE de brandbare stoffen eronder doen ontbranden, wat resulteert in een hoge brandsnelheid. Dit vereist aanvullende beschermende maatregelen in toepassingen zoals elektrische isolatie, het interieur van gebouwen en voertuiginterieurs. De gassen die tijdens de verbranding worden geproduceerd, zijn voornamelijk kooldioxide en waterdamp, maar onder onvolledige verbrandingsomstandigheden worden koolmonoxide en een kleine hoeveelheid zwarte rook gegenereerd. Dit laatste komt voort uit de vorming van koolstofdeeltjes, die het zicht en het ademhalingssysteem kunnen beïnvloeden.
Om de verbrandingsveiligheid te verbeteren, worden vaak vlamvertragers aan LDPE toegevoegd of wordt het gemengd voor modificatie in de industrie. Hoewel gehalogeneerde vlamvertragers de verbrandingssnelheid en rook aanzienlijk kunnen verminderen, kunnen ze giftige waterstofhalogenidegassen produceren. Halogeen-vrije vlamvertragende systemen, zoals aluminiumhydroxide, magnesiumhydroxide of op fosfor-stikstof-gebaseerde vlamvertragers, vertragen de verbranding en verminderen schadelijke rook door endotherme ontbinding en gasfaseverdunning-, en voldoen daarmee aan zowel milieu- als gezondheidseisen. Bovendien kan het vergroten van de barrière van de verkoolde laag door middel van een structureel ontwerp de diffusie van brandbare gassen remmen en de duurzaamheid van de vlamvertragers verbeteren.
Bij praktisch gebruik moeten LDPE-producten direct contact met oppervlakken met hoge- temperaturen of open vuurbronnen vermijden. Opslag- en verwerkingsruimten moeten worden uitgerust met brandblussers en ventilatiefaciliteiten om gasophoping en daaropvolgende branden te voorkomen. Voor LDPE-isolatielagen in draden en kabels moeten de vlamvertragende eigenschappen worden beoordeeld volgens de relevante normen om te garanderen dat de eigenschappen zelf-zelfdovend of-rookhalogeen-arm zijn onder abnormale bedrijfsomstandigheden.
Samenvattend worden de verbrandingsprestaties van polyethyleen met lage{0}}dichtheid gedomineerd door de koolwaterstofstructuur, die kenmerken vertoont van ontvlambaarheid, hoge calorische waarde en het druipen van gesmolten materiaal. Door middel van wetenschappelijke vlamvertragende modificaties en gestandaardiseerde toepassingsbescherming kunnen brandrisico's effectief worden verminderd, waardoor de veiligheid van personen en eigendommen wordt gewaarborgd en mogelijkheden worden geopend voor uitbreiding naar meer veiligheidsgevoelige gebieden.