Вплив нових фосфорно-азотних антипіренів на вогнестійкість тканин

Вплив нових фосфорно-азотних антипіренів на вогнестійкість тканин

Зі зростанням усвідомлення безпеки, вогнестійкі матеріали широко використовуються в різних галузях промисловості. Зокрема, в текстильній промисловості вогнестійкість тканин безпосередньо пов'язана з безпекою життя та майна. В останні роки нові фосфорно-азотні вогнезахисні речовини стали предметом досліджень завдяки своїм чудовим вогнезахисним властивостям та екологічності. У цій статті досліджується вплив нових фосфорно-азотних вогнезахисних речовин на вогнестійкість тканин з різних точок зору, поєднуючи конкретні параметри продукту та експериментальні дані для аналізу їхньої ефективності в практичному застосуванні.

1. Огляд фосфорно-азотних антипіренів
   1.1 Визначення та класифікація фосфорно-азотних антипіренів
   Фосфорно-азотні вогнезахисні речовини – це клас сполук, що складаються переважно з фосфору та азоту як вогнезахисних елементів. За їхньою хімічною структурою їх можна розділити на дві основні категорії: органічні фосфорно-азотні вогнезахисні речовини та неорганічні фосфорно-азотні вогнезахисні речовини. Органічні фосфорно-азотні вогнезахисні речовини включають переважно фосфати, фосфораміди тощо, тоді як неорганічні фосфорно-азотні вогнезахисні речовини включають фосфат амонію, поліфосфат амонію тощо.

1.2 Механізм вогнезахисної дії фосфорно-азотних вогнезахисних речовин
Механізм вогнезахисту фосфорно-азотних антипіренів включає в себе, перш за все, такі аспекти:
• Газофазна вогнестійкість: Фосфорно-азотні вогнезахисні речовини розкладаються за високих температур з утворенням вільних радикалів фосфору та азоту, які можуть захоплювати активні вільні радикали під час горіння, тим самим перериваючи ланцюгову реакцію горіння.
• Конденсована фазова вогнестійкість: Фосфорно-азотні вогнезахисні речовини утворюють стабільний шар вугілля під час горіння, ізолюючи кисень і тепло, а також запобігаючи поширенню полум'я.
• Синергетичний ефект: Фосфорні та азотні елементи працюють синергетично під час процесу вогнезахисту, підвищуючи ефективність.

1. Характеристики нових фосфорно-азотних антипіренів
   2.1 Екологічна чистота
   Нові фосфорно-азотні вогнезахисні речовини не виділяють токсичних або шкідливих речовин під час виробництва та використання, що відповідає екологічним вимогам. Наприклад, поліфосфат амонію (APP), поширений неорганічний фосфорно-азотний вогнезахисний матеріал, широко використовується в текстильній промисловості завдяки своїй низькій токсичності, відсутності галогенів та диму.

2.2 Висока ефективність
Нові фосфорно-азотні антипірени досягають чудових вогнезахисних ефектів при низьких рівнях добавок. Експерименти показують, що додавання 5% поліфосфату амонію може збільшити граничний кисневий індекс (LOI) тканин з 18% до понад 28%.

2.3 Довговічність
Нові фосфорно-азотні вогнезахисні речовини демонструють добру стійкість до миття та атмосферних впливів. Їхні вогнезахисні властивості залишаються стабільними навіть після багаторазового миття та тривалого впливу навколишнього середовища.

1. Вплив нових фосфорно-азотних антипіренів на вогнестійкість тканин
   3.1 Граничний кисневий індекс (LOI)
   Граничний кисневий індекс є важливим показником для оцінки вогнезахисних властивостей матеріалів. У таблиці 1 наведено значення LOI кількох поширених тканин після додавання різних пропорцій нових фосфорно-азотних вогнезахисних добавок.

Як показано в таблиці 1, нові фосфорно-азотні антипірени можуть значно підвищити значення LOI тканин, причому LOI зростає зі збільшенням кількості добавки.

3.2 Швидкість виділення тепла (HRR)
Швидкість тепловиділення вимірює швидкість, з якою тепло виділяється під час горіння. На рисунку 1 показано криві HRR бавовняної тканини після додавання різних пропорцій нових фосфорно-азотних антипіренів.

З рисунка 1 видно, що додавання нових фосфорно-азотних антипіренів значно знижує коефіцієнт горіння (HRR) бавовняної тканини, що свідчить про зменшення виділення тепла під час горіння та покращення вогнезахисних характеристик.

3.3 Щільність диму
Густина диму вимірює кількість диму, що утворюється під час горіння. У таблиці 2 наведено значення густини диму кількох поширених тканин після додавання різних пропорцій нових фосфорно-азотних антипіренів.

Як показано в таблиці 2, нові фосфорно-азотні вогнезахисні речовини можуть значно зменшити щільність диму в тканинах, зменшуючи утворення диму під час горіння та підвищуючи безпеку.

1. Ефективність нових фосфорно-азотних антипіренів у практичному застосуванні
   4.1 Вогнезахисна обробка текстилю
   Нові фосфорно-азотні антипірени широко використовуються для вогнестійкої обробки текстильних виробів. Наприклад, у костюмах пожежників, військовій формі, дитячому одязі для сну та інших спеціальних текстильних виробах, додавання цих антипіренів може значно покращити вогнестійкість, забезпечуючи безпеку користувачів.

4.2 Вогнезахисна обробка будівельних матеріалів
У будівельних матеріалах також широко застосовуються новітні фосфорно-азотні антипірени. Наприклад, їх додавання до вогнетривких покриттів та вогнетривких плит може підвищити їхню вогнестійкість, зменшуючи ризик пожеж.

4.3 Вогнезахисна обробка електронних виробів
В електронних виробах новітні фосфорно-азотні антипірени використовуються в таких матеріалах, як друковані плати та кабелі. Їх додавання може ефективно запобігати пожежам, спричиненим високими температурами або короткими замиканнями, захищаючи як обладнання, так і користувачів.

1. Прогрес досліджень в країні та за кордоном
   5.1 Прогрес вітчизняних досліджень
   Вітчизняні дослідники досягли значних успіхів у вивченні нових фосфорно-азотних вогнезахисних речовин. Наприклад, університетська дослідницька група розробила новий органічний фосфорно-азотний вогнезахисний матеріал. Випробування на бавовняній тканині показали, що додавання 5% антипірену збільшує показник LOI до понад 30%, забезпечуючи чудову стійкість до прання.

5.2 Міжнародний прогрес у дослідженнях
Міжнародні дослідники також досягли важливих результатів. Наприклад, міжнародна команда розробила новий неорганічний фосфорно-азотний антипірен. Випробування на поліефірній тканині показали, що додавання 10% антипірену збільшує показник LOI до понад 35% зі значним зниженням щільності диму.

1. Напрямки майбутнього розвитку
   6.1 Багатофункціональність
   У майбутньому одним із напрямків розвитку нових фосфорно-азотних антипіренів буде їхня багатофункціональність. Наприклад, розробка антипіренів з додатковими властивостями, такими як антибактеріальні, протиплісняві та антистатичні, для задоволення різноманітних потреб застосування.

6.2 Нанотехнології
Застосування нанотехнологій відкриє нові можливості для розробки нових фосфорно-азотних антипіренів. Нанорозмірна обробка може покращити дисперсію та стабільність антипіренів, що ще більше підвищить їхню ефективність.

6.3 Розумні сповільнювачі
Розумна функціональність – ще один важливий напрямок. Наприклад, розробка інтелектуальних антипіренів, які можуть автоматично регулювати свою продуктивність залежно від температури навколишнього середовища для покращення адаптивності у практичному застосуванні.