miniatura|401x401px|Processos en la degradació tèrmica de la matèria orgànica. Un diagrama que mostra un esquema aproximat dels processos en la degradació tèrmica de la matèria orgànica (material a base de carboni que generalment formava part d'un ésser viu). A baixa temperatura, els compostos volàtils, principalment aigua, s'evaporen; alguns canvis químics es produeixen per sota del punt d'ebullició, però molts compostos orgànics són estables fins que tota l'aigua s'ha evaporat i la temperatura puja per sobre del punt d'ebullició. A temperatures prou altes, les molècules orgàniques es degraden tèrmicament, alliberant molècules orgàniques alterades i més compostos volàtils, que surten en forma de fum. Generalment, aquest procés també absorbeix energia. El carboni queda enrere i el material es torna negre i carbonitzat. A mesura que les temperatures augmenten encara més, la piròlisi continua, però també es fa possible l'oxidació amb oxigen atmosfèric. El carboni ara es pot combinar amb oxigen, una reacció altament exotèrmica. La calor alliberada permet que més carboni es combini amb oxigen i la reacció es pot autosostenir més fàcilment. La major part de la matèria orgànica conté un petit percentatge de nitrogen, que es pot oxidar com a òxids de nitrogen, NO2 i NO3. Finalment, el material es redueix a una cendra blanquinosa, que només té una fracció del volum i el pes del material orgànic original, ja que l'aigua, el carboni i els components minoritaris han quedat en gran part al fum, en forma de gas, gotes i matèria particulada. En un incendi real, aquests processos generalment es produeixen simultàniament, amb el centre del foc més calent i l'exterior més fresc, i moltes variacions a petita escala. Una excepció és la producció de carbó vegetal, anomenada combustió de carbó vegetal. Crema parcialment la fusta a baixa temperatura, alliberant la majoria dels volàtils, pirolitzant-la, però sense oxidar la major part del carboni. La fusta es carbonitza completament. El carbó vegetal resultant és negre, lleuger (principalment perquè l'aigua ha marxat) i de combustió molt més neta, ja que gran part dels productes de piròlisi ja s'han alliberat, i oxidar el carboni només produeix CO2 (i CO, si hi ha manca d'oxigen). Algunes ciutats prohibeixen, o solien prohibir, els focs de llenya; quan els residents només utilitzen carbó vegetal (i carbó de roca tractat de manera similar, anomenat coc), la contaminació de l'aire es redueix significativament. A les ciutats on la gent generalment no cuina ni s'escalfa amb foc, això no és necessari. El carbó vegetal es pot fer de la majoria de materials orgànics; closques, fulles, herba, briquetes de serradures comprimides, etc. El pa es cou a temperatures superiors al punt d'ebullició, però no durant prou temps per expulsar l'aigua (excepte en part, en una crosta fina a l'exterior, que per tant es daura). Si el pa es cou lentament a temperatures més baixes, serà més pàl·lid; si es cou massa temps, es carbonitzarà i s'ennegreixrà de fora cap a dins. Si es torra una llesca de pa, la cara primer es daurarà i després s'ennegreix; en torrades lleugerament cremades, la capa fina de carboni es pot raspar. L'índex tèrmic relatiu (ITR) és un paràmetre característic relacionat amb la capacitat dels materials plàstics per resistir la degradació tèrmica.

L'RTI forma part del programa d'envelliment tèrmic a llarg termini (LTTA) descrit a la norma UL 746B d'UL.

Durant el procés del programa UL 746B, s'investiga la degradació a l'aire calent de certes propietats del material, com la resistència dielèctrica i mecànica, pel que fa a l'envelliment tèrmic. Per a un estudi complet, el material candidat (B) s'envelleix juntament amb un material de referència A (control) amb un valor RTI ja conegut en els mateixos forns. L'RTI és la temperatura arrodonida en graus C, a la qual les propietats de B han disminuït fins al 50 per cent del seu valor inicial en aproximadament el mateix temps (temps de correlació) que triga A al seu propi valor RTI. Un temps de correlació màxim de 60.000 hores es considera acceptable per a moltes aplicacions elèctriques, però també pot arribar a ser tan baix com 5.000 hores segons UL 746B. Si un material no s'ha investigat (encara), l'RTI que es mostra es basa en la classe genèrica (tipus de polímer) del material.

Tot i que l'RTI és un índex, es dóna en unitats Celsius. La norma UL 746B distingeix entre tres subcategories de l'RTI:

RTI elèctrica que es refereix al rendiment d'aïllament elèctric RTI d'impacte mecànic que es refereix al rendiment mecànic amb impacte Resistència mecànica RTI que es refereix al rendiment mecànic sense impacte

També hi ha l' elongació RTI (mitjançant elongació a la ruptura) per a pel·lícules i altres materials no rígids.

Literatura UL 746B, 5a ed.: Materials polimèrics: avaluacions de propietats a llarg termini N. Navarro: Predicció de temperatures elevades de materials polimèrics a C. White et al.: Predicció de la vida útil dels plàstics exteriors, Nova York: Springer (2014), G. Mediratta, et al. Amb el temps i sota calor, els policarbonats aguanten : Plastics Eng. 67 (7) (2011), p.24

Referències

Categoria:Termodinàmica Categoria:Plàstics