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阻燃的必要性及其原理

日期:2021-04-01  59人浏览
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  火灾是危及人民生命财产、破坏经济建设的重大灾害之一,严重影响了人们正常的工作、生活,造成巨大的经济损失,甚至人身伤亡。发生火灾的原因很多,但主要原因是人们在工作、生活的环境中使用了大量的可燃性材料,其中纺织材料引发火灾的几率很大。据统计,由于纺织品不阻燃而引起的火灾约占火灾发生总数的一半以上。因此为减少由纺织品造成的火灾,研究纺织阻燃技术、开发阻燃纺织品、制订阻燃纺织品应用的规范及有关政策就成为当前的重要课题。许多国家已经把阻燃性材料和产品的阻燃要求作为立法规定,竞相开发了阻燃纺织材料和许多适用于纤维及织物的阻燃剂。与此同时,测定纤维及织物燃烧性能的方法及测试仪器应运而生,确定阻燃标准和测试方法成了阻燃材料研究中不可缺少的一个方面。阻燃性能的测试在阻燃研究中是非常重要的环节。我国常用的阻燃测试方法有垂直燃烧法和氧指数法两种。

  阻燃纺织品的发展近年来,国际上对纺织品的阻燃要求越来越高,规定越来越细,而且随着城市现代化建设的发展,旅游、交通运输业的发展,阻燃纺织品有着巨大的潜在市场。如俄罗斯开发了以“Fire-Stop”命名的一种新的阻燃纺织品,特别应用在一些有特殊要求的地方,如室内装饰材料,以及在大厅、学校等公共场所使用的面料。阻燃纺织品在我国同样具有广阔的市场需求,开发潜力巨大。据统计,我国对阻燃防护服的需求一直有相当的数量,单就消防、冶金两个系统而言,每年需要阻燃、耐热防护服40万套;水电、核工业、地矿等部门和其他从事特殊环境的行业,年需耐高温阻燃工作服200万套。随着我国旅游业、装饰业的发展,阻燃装饰织物的社会需求量不断增加。预计每年大中型公共建筑、商业网点、新建住宅等需的地毯、墙布、窗帘、帷幔、家具布等装饰工程量将达到几十亿元。此外,运输业的发展要求飞机座椅软垫的配套材料均需具有阻燃性能。预计以上各项每年的需求量将达10多万吨。除此之外,在航运、军工、劳保福利、医药卫生、老人儿童服装等领域对阻燃纺织品的需求都是巨大的。阻燃纺织品在我国的开发生产前景很好,应用领域非常广阔。然而目前我国所消耗的阻燃纺织品的相当部分要依赖进口,所以,以国产替代进口,推广阻燃纺织品的使用已刻不容缓。

  面对阻燃防护需求迫切的现实,我们要广泛积极地宣传“研制、生产和应用阻燃纺织品”的重要性和紧迫性,引起全社会对这项工作的重视。同时应适时完善有关使用阻燃纺织品的法规法令;加快完善纺织品燃烧性能试验方法标准,同时开展阻燃纺织品中型和模拟火灾试验;制定阻燃纺织品的产品标准,特别是根据纺织品的使用场合制定标准,并采取切实有效的措施保证贯彻执行。值得提出的是,单一的阻燃测试方法往往不能全面反映材料的燃烧性能,应尽量将几种测试方法结合起来使用。阻燃纺织品的研究开发、生产、推广应用可视为系统工程,涉及行业广泛,应在认真吸取国外先进经验的基础上,全面、系统地开展阻燃纺织品研究工作,如阻燃剂、阻燃整理(包括纤维和织物)、测方法、性能指标、燃烧后毒性、烟雾以至使用规范等,从而将我国的纺织阻燃技术水平再提高一步!

  1.织物燃烧性能原理

  (1)燃烧现象可分为有焰燃烧和无焰燃烧两种,前者是纤维热裂解时形成的气体or挥发性液体的燃烧,后者则是残渣(碳)的氧化。

  (2)纤维的燃烧与其热裂解的产物有关,不同纤维的热裂解过程不同。

  2.阻燃机理

  (1)覆盖论:阻燃剂在>500℃时能在纤维表面形成有隔绝作用的覆盖层,除阻碍O2供应外,还阻止可燃气体向外扩散,从而达到阻燃目的,如硼砂-硼酸。

  (2)气体论:一是阻燃剂在燃烧温度下,分解出不燃气体,将可燃性气体浓度冲淡到能产生火焰浓度以下;另一种是阻燃剂在加热条件下,能作为活泼性较高的游基转移体,从而阻止了游离基反应的进行。

  (3)热论:一是阻燃剂在高温下发生吸热变化,如熔融和升华,从而阻止燃烧蔓延;另一种则是纤维迅速散热,使织物达不到燃烧温度。

  (4)催化脱水论::主要指改变纤维的热裂解过程。由于阻燃剂能使纤维素分子链在断裂前发生迅速而大量的脱水,甚至发生某些交联作用,阻止左旋葡萄糖的生成,使有焰燃烧得到抑制。

  有机磷化合物的阻燃作用是由于它可与纤维素分子中的羟基形成酯,阻止左旋葡萄糖的形成,且进一步使纤维素脱水,生成不饱和双键,促进纤维素分子间形成交联,增加碳状物的形成,阻阴燃效果较好。只有当整理剂用量提高到10%后,才能有效阻止有焰燃烧。

 
 
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