Utjecaj novih fosforno-azotnih usporivača gorenja na otpornost tkanina na vatru
S rastućom sviješću o sigurnosti, materijali otporni na vatru se široko koriste u raznim industrijama. Posebno u tekstilnoj industriji, otpornost tkanina na vatru direktno je povezana sa sigurnošću života i imovine. Posljednjih godina, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika postali su žarište istraživanja zbog svojih odličnih svojstava usporavanja gorenja i ekološke prihvatljivosti. Ovaj članak istražuje utjecaj novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika na otpornost tkanina na vatru iz više perspektiva, kombinirajući specifične parametre proizvoda i eksperimentalne podatke kako bi analizirao njihove performanse u praktičnim primjenama.
- Pregled usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika
1.1 Definicija i klasifikacija usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika
Fosforno-azotni usporivači gorenja su klasa spojeva prvenstveno sastavljena od fosfora i dušika kao elemenata usporavanja gorenja. Na osnovu njihove hemijske strukture, mogu se podijeliti u dvije glavne kategorije: organski fosforno-azotni usporivači gorenja i neorganski fosforno-azotni usporivači gorenja. Organski fosforno-azotni usporivači gorenja uglavnom uključuju fosfate, fosforamide itd., dok neorganski fosforno-azotni usporivači gorenja uključuju amonijum-fosfat, amonijum-polifosfat itd.
1.2 Mehanizam usporavanja plamena fosforno-azotnih usporivača plamena
Mehanizam usporavanja gorenja fosforno-azotnih usporivača gorenja prvenstveno uključuje sljedeće aspekte:
• Usporavanje plamena u gasovitoj fazi: Usporivači plamena na bazi fosfora i dušika razgrađuju se na visokim temperaturama stvarajući slobodne radikale fosfora i dušika, koji mogu uhvatiti aktivne slobodne radikale tokom sagorijevanja, čime se prekida lančana reakcija sagorijevanja.
• Usporavanje plamena kondenzovane faze: Usporivači plamena na bazi fosfora i dušika formiraju stabilan sloj ugljena tokom sagorijevanja, izolujući kisik i toplinu i sprječavajući širenje plamena.
• Sinergijski efekat: Fosforni i azotni elementi djeluju sinergijski tokom procesa usporavanja plamena, poboljšavajući efikasnost.
- Karakteristike novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika
2.1 Ekološka prihvatljivost
Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika ne proizvode otrovne ili štetne supstance tokom proizvodnje i upotrebe, ispunjavajući ekološke zahtjeve. Na primjer, amonijum polifosfat (APP), uobičajeni neorganski usporivač gorenja na bazi fosfora i dušika, široko se koristi u tekstilnoj industriji zbog svoje niske toksičnosti, bez halogena i svojstava bez dima.
2.2 Visoka efikasnost
Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika postižu odlične efekte usporavanja gorenja pri niskim nivoima aditiva. Eksperimenti pokazuju da dodavanje 5% amonijum polifosfata može povećati granični indeks kiseonika (LOI) tkanina sa 18% na preko 28%.
2.3 Izdržljivost
Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika pokazuju dobru otpornost na pranje i vremenske uvjete. Njihova svojstva usporavanja gorenja ostaju stabilna čak i nakon višestrukih pranja i dugotrajnog izlaganja prirodnim uvjetima.
- Utjecaj novih fosforno-azotnih usporivača gorenja na otpornost tkanina na vatru
3.1 Granični indeks kisika (LOI)
Granični indeks kisika je važna metrika za procjenu performansi materijala kao usporivača gorenja. Tabela 1 navodi LOI vrijednosti nekoliko uobičajenih tkanina nakon dodavanja različitih proporcija novih fosforno-azotnih usporivača gorenja.
| Vrsta tkanine | LOI bez retardanta (%) | LOI sa 5% retardanta (%) | LOI sa 10% retardanta (%) |
| Pamuk | 18 | 28 | 32 |
| Poliester | 20 | 30 | 34 |
| Najlon | 22 | 32 | 36 |
Kao što je prikazano u Tabeli 1, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika mogu značajno povećati vrijednosti LOI tkanina, pri čemu LOI raste s povećanjem količine aditiva.
3.2 Brzina oslobađanja toplote (HRR)
Brzina oslobađanja toplote mjeri brzinu kojom se toplota oslobađa tokom sagorijevanja. Slika 1 prikazuje HRR krivulje pamučne tkanine nakon dodavanja različitih proporcija novih fosforno-azotnih usporivača gorenja.
Iz Slike 1 se može vidjeti da dodavanje novih fosforno-azotnih usporivača gorenja značajno smanjuje HRR pamučne tkanine, što ukazuje na smanjeno oslobađanje toplote tokom sagorijevanja i poboljšane performanse usporavanja gorenja.
3.3 Gustoća dima
Gustoća dima mjeri količinu dima proizvedenog tokom sagorijevanja. Tabela 2 navodi vrijednosti gustoće dima nekoliko uobičajenih tkanina nakon dodavanja različitih proporcija novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika.
| Vrsta tkanine | Gustoća dima bez usporivača (%) | Gustoća dima sa 5% retardanta (%) | Gustoća dima sa 10% retardanta (%) |
| Pamuk | 80 | 60 | 50 |
| Poliester | 70 | 50 | 40 |
| Najlon | 60 | 40 | 30 |
Kao što je prikazano u Tabeli 2, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika mogu značajno smanjiti gustoću dima tkanina, smanjujući proizvodnju dima tokom sagorijevanja i povećavajući sigurnost.
- Performanse novih fosforno-azotnih usporivača gorenja u praktičnoj primjeni
4.1 Vatrootporna obrada tekstila
Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika široko se koriste u vatrootpornoj obradi tekstila. Na primjer, u vatrogasnim odijelima, vojnim uniformama, dječjoj odjeći za spavanje i drugim specijalnim tekstilima, dodavanje ovih usporivača može značajno poboljšati otpornost na vatru, osiguravajući sigurnost korisnika.
4.2 Vatrootporna obrada građevinskih materijala
U građevinskim materijalima, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika također se široko primjenjuju. Na primjer, njihovo dodavanje u vatrootporne premaze i vatrootporne ploče može povećati njihove granice otpornosti na vatru, smanjujući rizik od požara.
4.3 Vatrootporna obrada elektronskih proizvoda
U elektronskim proizvodima, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika koriste se u materijalima kao što su štampane ploče i kablovi. Njihovo dodavanje može efikasno spriječiti požare uzrokovane visokim temperaturama ili kratkim spojevima, štiteći i opremu i korisnike.
- Napredak istraživanja u zemlji i inostranstvu
5.1 Napredak domaćih istraživanja
Domaći istraživači su napravili značajan napredak u proučavanju novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika. Na primjer, univerzitetski istraživački tim je razvio novi organski usporivač gorenja na bazi fosfora i dušika. Testovi na pamučnoj tkanini su pokazali da dodavanje 5% usporivača povećava LOI na preko 30%, uz odličnu otpornost na pranje.
5.2 Međunarodni napredak u istraživanju
Međunarodni istraživači su također postigli važne rezultate. Na primjer, međunarodni tim je razvio novi neorganski usporivač gorenja na bazi fosfora i dušika. Testovi na poliesterskoj tkanini pokazali su da dodavanje 10% usporivača povećava LOI na preko 35%, uz značajno smanjenje gustoće dima.
- Budući pravci razvoja
6.1 Multifunkcionalnost
U budućnosti, jedan od pravaca za nove usporivače gorenja na bazi fosfora i dušika je multifunkcionalnost. Na primjer, razvoj usporivača s dodatnim svojstvima kao što su antibakterijska, protiv plijesni i antistatička svojstva kako bi se zadovoljile različite potrebe primjene.
6.2 Nanotehnologija
Primjena nanotehnologije će donijeti nove mogućnosti za razvoj novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika. Nanoskalna obrada može poboljšati disperziju i stabilnost usporivača, dodatno povećavajući njihovu efikasnost.
6.3 Pametni retardanti
Pametna funkcionalnost je još jedan važan smjer. Na primjer, razvoj inteligentnih usporivača gorenja koji mogu automatski prilagoditi svoje performanse na osnovu temperature okoline kako bi se poboljšala prilagodljivost u praktičnim primjenama.
Vrijeme objave: 16. april 2025.
