Vpliv novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika na požarno odpornost tkanin

Vpliv novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika na požarno odpornost tkanin

Zaradi vse večje ozaveščenosti o varnosti se ognjevarni materiali pogosto uporabljajo v različnih panogah. Zlasti v tekstilni industriji je ognjevarna odpornost tkanin neposredno povezana z varnostjo življenj in premoženja. V zadnjih letih so novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika postali raziskovalna vroča točka zaradi svojih odličnih lastnosti zaviranja gorenja in okolju prijaznosti. Ta članek raziskuje vpliv novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika na ognjevarna odpornost tkanin z več vidikov, pri čemer združuje specifične parametre izdelka in eksperimentalne podatke za analizo njihove učinkovitosti v praktični uporabi.

1. Pregled zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika
   1.1 Definicija in klasifikacija zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika
   Fosforno-dušikovi zaviralci gorenja so razred spojin, ki jih sestavljata predvsem fosfor in dušik kot elementa, ki zavirata gorenje. Glede na njihovo kemijsko strukturo jih lahko razdelimo v dve glavni kategoriji: organski fosforno-dušikovi zaviralci gorenja in anorganski fosforno-dušikovi zaviralci gorenja. Organski fosforno-dušikovi zaviralci gorenja vključujejo predvsem fosfate, fosforamide itd., medtem ko anorganski fosforno-dušikovi zaviralci gorenja vključujejo amonijev fosfat, amonijev polifosfat itd.

1.2 Mehanizem zaviranja gorenja fosforno-dušikovih zaviralcev gorenja
Mehanizem zaviranja gorenja fosfor-dušikovih zaviralcev gorenja vključuje predvsem naslednje vidike:
• Zaviralec gorenja v plinski fazi: Fosforno-dušikovi zaviralci gorenja se pri visokih temperaturah razgradijo in tvorijo proste radikale fosforja in dušika, ki lahko med gorenjem zajamejo aktivne proste radikale in s tem prekinejo verižno reakcijo gorenja.
• Zaviralec gorenja v kondenzirani fazi: Fosforno-dušikovi zaviralci gorenja med gorenjem tvorijo stabilno plast oglja, ki izolira kisik in toploto ter preprečuje širjenje plamena.
• Sinergijski učinek: Fosforjevi in ​​dušikovi elementi delujejo sinergistično med postopkom zaviranja gorenja in izboljšujejo učinkovitost.

1. Značilnosti novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika
   2.1 Prijaznost do okolja
   Novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika med proizvodnjo in uporabo ne proizvajajo strupenih ali škodljivih snovi, kar izpolnjuje okoljske zahteve. Na primer, amonijev polifosfat (APP), pogost anorganski zaviralec gorenja na osnovi fosforja in dušika, se zaradi nizke toksičnosti, brez halogenov in brez dima pogosto uporablja v tekstilni industriji.

2.2 Visoka učinkovitost
Novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika dosegajo odlične učinke zaviranja gorenja pri nizkih koncentracijah dodatkov. Poskusi kažejo, da lahko dodajanje 5 % amonijevega polifosfata poveča mejni kisikov indeks (LOI) tkanin z 18 % na več kot 28 %.

2.3 Vzdržljivost
Novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika kažejo dobro odpornost na pranje in vremenske vplive. Njihova negorljivost ostane stabilna tudi po večkratnem pranju in dolgotrajni izpostavljenosti naravnemu okolju.

1. Vpliv novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika na požarno odpornost tkanin
   3.1 Mejni kisikov indeks (LOI)
   Mejni kisikov indeks je pomemben pokazatelj za ocenjevanje učinkovitosti materialov pri zaviranju gorenja. V tabeli 1 so navedene vrednosti LOI več običajnih tkanin po dodatku različnih deležev novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika.

Kot je prikazano v tabeli 1, lahko novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika znatno povečajo vrednosti LOI tkanin, pri čemer se LOI povečuje z naraščajočo količino dodatka.

3.2 Stopnja sproščanja toplote (HRR)
Hitrost sproščanja toplote meri hitrost sproščanja toplote med gorenjem. Slika 1 prikazuje krivulje HRR bombažne tkanine po dodatku različnih deležev novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika.

Iz slike 1 je razvidno, da dodajanje novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika znatno zmanjša HRR bombažne tkanine, kar kaže na zmanjšano sproščanje toplote med gorenjem in izboljšano delovanje zaviralcev gorenja.

3.3 Gostota dima
Gostota dima meri količino dima, ki nastane med gorenjem. V tabeli 2 so navedene vrednosti gostote dima več običajnih tkanin po dodajanju različnih deležev novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika.

Kot je prikazano v tabeli 2, lahko novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika znatno zmanjšajo gostoto dima v tkaninah, s čimer se zmanjša nastajanje dima med gorenjem in poveča varnost.

1. Učinkovitost novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika v praktični uporabi
   4.1 Ognjevarna obdelava tekstilij
   Novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika se pogosto uporabljajo pri obdelavi tekstilij za zaščito pred ognjem. Na primer, v gasilskih oblekah, vojaških uniformah, otroških spalnih oblačilih in drugih specialnih tekstilijah lahko dodajanje teh zaviralcev znatno izboljša odpornost proti ognju in zagotovi varnost uporabnikov.

4.2 Ognjevarna obdelava gradbenih materialov
V gradbenih materialih se pogosto uporabljajo tudi novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika. Na primer, njihovo dodajanje ognjevarnim premazom in ognjevarnim ploščam lahko poveča njihove meje požarne odpornosti in s tem zmanjša tveganje za požare.

4.3 Ognjevarna obdelava elektronskih izdelkov
V elektronskih izdelkih se v materialih, kot so tiskana vezja in kabli, uporabljajo novi zaviralci gorenja na osnovi fosforja in dušika. Njihov dodatek lahko učinkovito prepreči požare, ki jih povzročijo visoke temperature ali kratki stiki, ter tako zaščiti tako opremo kot uporabnike.

1. Napredek raziskav doma in v tujini
   5.1 Napredek domačih raziskav
   Domači raziskovalci so dosegli pomemben napredek pri preučevanju novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika. Univerzitetna raziskovalna skupina je na primer razvila novo organsko zaviralce gorenja na osnovi fosforja in dušika. Testi na bombažni tkanini so pokazali, da se je z dodajanjem 5 % zaviralca gorenja povečala vrednost LOI na več kot 30 %, pri čemer je bila zagotovljena odlična odpornost proti pranju.

5.2 Mednarodni raziskovalni napredek
Tudi mednarodni raziskovalci so dosegli pomembne rezultate. Mednarodna ekipa je na primer razvila novo anorgansko zaviralno sredstvo gorenja na osnovi fosforja in dušika. Testi na poliestrski tkanini so pokazali, da dodajanje 10 % zaviralca poveča indeks gorenja na več kot 35 %, gostota dima pa se znatno zmanjša.

1. Smernice za prihodnji razvoj
   6.1 Večfunkcijskost
   V prihodnosti bo ena od smeri razvoja novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika večfunkcionalnost. Na primer, razvoj zaviralcev gorenja z dodatnimi lastnostmi, kot so antibakterijske, protiplesnive in antistatične lastnosti, ki bodo zadostile različnim potrebam uporabe.

6.2 Nanotehnologija
Uporaba nanotehnologije bo prinesla nove priložnosti za razvoj novih zaviralcev gorenja na osnovi fosforja in dušika. Nanodelci lahko izboljšajo disperzijo in stabilnost zaviralcev gorenja, kar dodatno poveča njihovo učinkovitost.

6.3 Pametni zaviralci
Pametna funkcionalnost je še ena pomembna smer. Na primer, razvoj inteligentnih zaviralcev gorenja, ki lahko samodejno prilagodijo svojo učinkovitost glede na temperaturo okolja, da se izboljša prilagodljivost v praktičnih aplikacijah.