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阻燃的必要性及其原理

日期:2021-04-01  159人瀏覽
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火災是危及人民生命財產、破壞經濟建設的重大災害之一,嚴重影響了人們正常的工作、生活,造成巨大的經濟損失,甚至人身傷亡。發生火災的原因很多,但主要原因是人們在工作、生活的環境中使用了大量的可燃性材料,其中紡織材料引發火災的幾率很大。據統計,由于紡織品不阻燃而引起的火災約占火災發生總數的一半以上。因此為減少由紡織品造成的火災,研究紡織阻燃技術、開發阻燃紡織品、制訂阻燃紡織品應用的規范及有關政策就成為當前的重要課題。許多國家已經把阻燃性材料和產品的阻燃要求作為立法規定,競相開發了阻燃紡織材料和許多適用于纖維及織物的阻燃劑。與此同時,測定纖維及織物燃燒性能的方法及測試儀器應運而生,確定阻燃標準和測試方法成了阻燃材料研究中不可缺少的一個方面。阻燃性能的測試在阻燃研究中是非常重要的環節。我國常用的阻燃測試方法有垂直燃燒法和氧指數法兩種。

阻燃紡織品的發展近年來,國際上對紡織品的阻燃要求越來越高,規定越來越細,而且隨著城市現代化建設的發展,旅游、交通運輸業的發展,阻燃紡織品有著巨大的潛在市場。如俄羅斯開發了以“Fire-Stop”命名的一種新的阻燃紡織品,特別應用在一些有特殊要求的地方,如室內裝飾材料,以及在大廳、學校等公共場所使用的面料。阻燃紡織品在我國同樣具有廣闊的市場需求,開發潛力巨大。據統計,我國對阻燃防護服的需求一直有相當的數量,單就消防、冶金兩個系統而言,每年需要阻燃、耐熱防護服40萬套;水電、核工業、地礦等部門和其他從事特殊環境的行業,年需耐高溫阻燃工作服200萬套。隨著我國旅游業、裝飾業的發展,阻燃裝飾織物的社會需求量不斷增加。預計每年大中型公共建筑、商業網點、新建住宅等需的地毯、墻布、窗簾、帷幔、家具布等裝飾工程量將達到幾十億元。此外,運輸業的發展要求飛機座椅軟墊的配套材料均需具有阻燃性能。預計以上各項每年的需求量將達10多萬噸。除此之外,在航運、軍工、勞保福利、醫藥衛生、老人兒童服裝等領域對阻燃紡織品的需求都是巨大的。阻燃紡織品在我國的開發生產前景很好,應用領域非常廣闊。然而目前我國所消耗的阻燃紡織品的相當部分要依賴進口,所以,以國產替代進口,推廣阻燃紡織品的使用已刻不容緩。

面對阻燃防護需求迫切的現實,我們要廣泛積極地宣傳“研制、生產和應用阻燃紡織品”的重要性和緊迫性,引起全社會對這項工作的重視。同時應適時完善有關使用阻燃紡織品的法規法令;加快完善紡織品燃燒性能試驗方法標準,同時開展阻燃紡織品中型和模擬火災試驗;制定阻燃紡織品的產品標準,特別是根據紡織品的使用場合制定標準,并采取切實有效的措施保證貫徹執行。值得提出的是,單一的阻燃測試方法往往不能全面反映材料的燃燒性能,應盡量將幾種測試方法結合起來使用。阻燃紡織品的研究開發、生產、推廣應用可視為系統工程,涉及行業廣泛,應在認真吸取國外先進經驗的基礎上,全面、系統地開展阻燃紡織品研究工作,如阻燃劑、阻燃整理(包括纖維和織物)、測方法、性能指標、燃燒后毒性、煙霧以至使用規范等,從而將我國的紡織阻燃技術水平再提高一步!

1.織物燃燒性能原理

  (1)燃燒現象可分為有焰燃燒和無焰燃燒兩種,前者是纖維熱裂解時形成的氣體or揮發性液體的燃燒,后者則是殘渣(碳)的氧化。

  (2)纖維的燃燒與其熱裂解的產物有關,不同纖維的熱裂解過程不同。

2.阻燃機理

  (1)覆蓋論:阻燃劑在>500℃時能在纖維表面形成有隔絕作用的覆蓋層,除阻礙O2供應外,還阻止可燃氣體向外擴散,從而達到阻燃目的,如硼砂-硼酸。

  (2)氣體論:一是阻燃劑在燃燒溫度下,分解出不燃氣體,將可燃性氣體濃度沖淡到能產生火焰濃度以下;另一種是阻燃劑在加熱條件下,能作為活潑性較高的游基轉移體,從而阻止了游離基反應的進行。

  (3)熱論:一是阻燃劑在高溫下發生吸熱變化,如熔融和升華,從而阻止燃燒蔓延;另一種則是纖維迅速散熱,使織物達不到燃燒溫度。

  (4)催化脫水論::主要指改變纖維的熱裂解過程。由于阻燃劑能使纖維素分子鏈在斷裂前發生迅速而大量的脫水,甚至發生某些交聯作用,阻止左旋葡萄糖的生成,使有焰燃燒得到抑制。

  有機磷化合物的阻燃作用是由于它可與纖維素分子中的羥基形成酯,阻止左旋葡萄糖的形成,且進一步使纖維素脫水,生成不飽和雙鍵,促進纖維素分子間形成交聯,增加碳狀物的形成,阻陰燃效果較好。只有當整理劑用量提高到10%后,才能有效阻止有焰燃燒。

 
 
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