Uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden vaikutus kankaiden palonkestävyyteen

Uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden vaikutus kankaiden palonkestävyyteen

Turvallisuustietoisuuden lisääntyessä palonestoaineita käytetään laajalti eri teollisuudenaloilla. Erityisesti tekstiiliteollisuudessa kankaiden palonkestävyys liittyy suoraan ihmishenkien ja omaisuuden turvallisuuteen. Viime vuosina uusista fosfori-typpipalonsuoja-aineista on tullut tutkimuskohde niiden erinomaisten palonsuoja-ominaisuuksien ja ympäristöystävällisyyden ansiosta. Tässä artikkelissa tarkastellaan uusien fosfori-typpipalonsuoja-aineiden vaikutusta kankaiden palonkestävyyteen useista näkökulmista yhdistämällä tiettyjä tuoteparametreja ja kokeellisia tietoja niiden suorituskyvyn analysoimiseksi käytännön sovelluksissa.

1. Yleiskatsaus fosfori-typpipalonsuoja-aineista
   1.1 Fosfori-typpipalonsuoja-aineiden määritelmä ja luokittelu
   Fosfori-typpipalonsuoja-aineet ovat yhdisteiden luokka, joka koostuu pääasiassa fosforista ja typestä palonestoaineina. Kemiallisen rakenteensa perusteella ne voidaan jakaa kahteen pääluokkaan: orgaanisiin fosfori-typpipalonsuoja-aineisiin ja epäorgaanisiin fosfori-typpipalonsuoja-aineisiin. Orgaanisiin fosfori-typpipalonsuoja-aineisiin kuuluvat pääasiassa fosfaatit, fosforamidit jne., kun taas epäorgaanisiin fosfori-typpipalonsuoja-aineisiin kuuluvat ammoniumfosfaatti, ammoniumpolyfosfaatti jne.

1.2 Fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden palonestomekanismi
Fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden palonestomekanismi sisältää pääasiassa seuraavat näkökohdat:
• Kaasufaasin palonsuojaus: Fosfori-typpipalonsuoja-aineet hajoavat korkeissa lämpötiloissa muodostaen fosfori- ja typpiradikaaleja, jotka voivat sitoa aktiivisia vapaita radikaaleja palamisen aikana ja siten keskeyttää palamisketjureaktion.
• Tiivistettyfaasinen palonsuojaus: Fosfori-typpipalonsuoja-aineet muodostavat palamisen aikana vakaan hiiltyneen kerroksen, joka eristää hapen ja lämmön ja estää liekin leviämisen.
• Synergistinen vaikutus: Fosfori- ja typpielementit toimivat synergistisesti palonestoprosessin aikana parantaen tehokkuutta.

1. Uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden ominaisuudet
   2.1 Ympäristöystävällisyys
   Uudet fosfori-typpi-palonsuoja-aineet eivät tuota myrkyllisiä tai haitallisia aineita tuotannon ja käytön aikana, mikä täyttää ympäristövaatimukset. Esimerkiksi ammoniumpolyfosfaatti (APP), yleinen epäorgaaninen fosfori-typpi-palonsuoja-aine, on laajalti käytössä tekstiiliteollisuudessa sen vähäisen myrkyllisyyden, halogeenittomuuden ja savuttomuuden vuoksi.

2.2 Korkea hyötysuhde
Uudet fosfori-typpi-palonsuoja-aineet saavuttavat erinomaisen palonsuoja-aineen jo alhaisilla lisäainepitoisuuksilla. Kokeet osoittavat, että 5 %:n ammoniumpolyfosfaatin lisääminen voi nostaa kankaiden raja-arvoa happi-indeksissä (LOI) 18 prosentista yli 28 prosenttiin.

2.3 Kestävyys
Uudet fosfori-typpi-palonsuoja-aineet kestävät hyvin pesua ja säätä. Niiden palonestokyky pysyy vakaana myös useiden pesujen ja pitkäaikaisen luonnollisille ympäristöille altistumisen jälkeen.

1. Uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden vaikutus kankaiden palonkestävyyteen
   3.1 Raja-arvo happi-indeksille (LOI)
   Raja-arvoinen happi-indeksi on tärkeä mittari materiaalien palonsuoja-aineiden arvioinnissa. Taulukossa 1 luetellaan useiden yleisten kankaiden LOI-arvot sen jälkeen, kun niihin on lisätty erilaisia ​​määriä uusia fosfori-typpi-palonsuoja-aineita.

Kuten taulukosta 1 käy ilmi, uudet fosfori-typpi-palonsuoja-aineet voivat merkittävästi lisätä kankaiden LOI-arvoja, ja LOI nousee lisäaineen määrän kasvaessa.

3.2 Lämmön vapautumisnopeus (HRR)
Lämmönvapautumisnopeus mittaa nopeutta, jolla lämpöä vapautuu palamisen aikana. Kuva 1 esittää puuvillakankaan HRR-käyrät sen jälkeen, kun siihen on lisätty erilaisia ​​määriä uusia fosfori-typpi-palonsuoja-aineita.

Kuvasta 1 voidaan havaita, että uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden lisääminen vähentää merkittävästi puuvillakankaan lämpövuodon (HRR) arvoa, mikä osoittaa vähentynyttä lämmönluovutusta palamisen aikana ja parantunutta palonsuoja-ainetta.

3.3 Savun tiheys
Savun tiheys mittaa palamisen aikana syntyvän savun määrää. Taulukossa 2 luetellaan useiden yleisten kankaiden savun tiheysarvot sen jälkeen, kun niihin on lisätty erilaisia ​​määriä uusia fosfori-typpi-palonsuoja-aineita.

Kuten taulukosta 2 käy ilmi, uudet fosfori-typpipalonsuoja-aineet voivat merkittävästi vähentää kankaiden savun tiheyttä, mikä vähentää savun muodostumista palamisen aikana ja parantaa turvallisuutta.

1. Uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden suorituskyky käytännön sovelluksissa
   4.1 Tekstiilien palosuojauskäsittely
   Uusia fosfori-typpipalonsuoja-aineita käytetään laajalti tekstiilien palosuojakäsittelyssä. Esimerkiksi palomiesten puvuissa, sotilasunivormuissa, lasten yöasuissa ja muissa erikoistekstiileissä näiden palonsuoja-aineiden lisääminen voi parantaa merkittävästi palonkestävyyttä ja varmistaa käyttäjän turvallisuuden.

4.2 Rakennusmateriaalien palosuojauskäsittely
Rakennusmateriaaleissa käytetään myös laajasti uusia fosfori-typpipohjaisia ​​palonsuoja-aineita. Esimerkiksi lisäämällä niitä palonkestäviin pinnoitteisiin ja levyihin voidaan parantaa niiden palonkestävyysrajoja ja vähentää tulipaloriskiä.

4.3 Elektronisten tuotteiden palosuojauskäsittely
Elektroniikkatuotteissa käytetään uudenlaisia ​​fosfori-typpipalonsuoja-aineita esimerkiksi piirilevyissä ja kaapeleissa. Niiden lisääminen voi tehokkaasti estää korkeiden lämpötilojen tai oikosulkujen aiheuttamat tulipalot ja suojata sekä laitteita että käyttäjiä.

1. Tutkimuksen edistyminen kotimaassa ja ulkomailla
   5.1 Kotimaisen tutkimuksen edistyminen
   Kotimaiset tutkijat ovat edistyneet merkittävästi uusien fosfori-typpi-palonsuoja-aineiden tutkimuksessa. Esimerkiksi yliopiston tutkimusryhmä kehitti uuden orgaanisen fosfori-typpi-palonsuoja-aineen. Puuvillakankaalla tehdyt testit osoittivat, että 5 %:n lisääminen palonsuoja-ainetta nosti LOI:n yli 30 %:iin ja saavutti erinomaisen pesunkestävyyden.

5.2 Kansainvälisen tutkimuksen edistyminen
Myös kansainväliset tutkijat ovat saavuttaneet merkittäviä tuloksia. Esimerkiksi kansainvälinen tiimi kehitti uuden epäorgaanisen fosfori-typpi-palonsuoja-aineen. Polyesterikankaalla tehdyt testit osoittivat, että 10 %:n lisääminen palonsuoja-aineesta nosti LOI:n yli 35 %:iin ja samalla savun tiheys väheni merkittävästi.

1. Tulevaisuuden kehityssuunnat
   6.1 Monitoiminnallisuus
   Tulevaisuudessa yksi uusien fosfori-typpipohjaisten palonsuoja-aineiden kehityssuunta on monitoiminnallisuus. Esimerkiksi voidaan kehittää palonsuoja-aineita, joilla on lisäominaisuuksia, kuten antibakteerisia, homeenesto- ja antistaattisia ominaisuuksia, jotta voidaan vastata monipuolisiin sovellustarpeisiin.

6.2 Nanoteknologia
Nanoteknologian soveltaminen tuo uusia mahdollisuuksia uusien fosfori-typpipohjaisten palonsuoja-aineiden kehittämiseen. Nanoskaalan prosessointi voi parantaa palonsuoja-aineiden dispersiota ja stabiiliutta, mikä lisää entisestään niiden tehokkuutta.

6.3 Älykkäät hidastimet
Älykäs toiminnallisuus on toinen tärkeä suunta. Esimerkiksi älykkäiden palonestoaineiden kehittäminen, jotka voivat automaattisesti säätää suorituskykyään ympäristön lämpötilan perusteella parantaakseen sopeutumiskykyä käytännön sovelluksissa.