Vliv nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku na požární odolnost tkanin

Vliv nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku na požární odolnost tkanin

S rostoucím povědomím o bezpečnosti se ohnivzdorné materiály široce používají v různých průmyslových odvětvích. Zejména v textilním průmyslu je ohnivzdornost tkanin přímo spojena s bezpečností životů a majetku. V posledních letech se nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku staly středem výzkumu díky svým vynikajícím vlastnostem zpomalujícím hoření a šetrnosti k životnímu prostředí. Tento článek zkoumá vliv nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku na ohnivzdornost tkanin z různých hledisek a kombinuje specifické parametry produktu a experimentální data za účelem analýzy jejich výkonnosti v praktických aplikacích.

1. Přehled zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku
   1.1 Definice a klasifikace zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku
   Fosforovo-dusíkaté zpomalovače hoření jsou třídou sloučenin složených primárně z fosforu a dusíku jako prvků zpomalujících hoření. Na základě jejich chemické struktury je lze rozdělit do dvou hlavních kategorií: organické fosforovo-dusíkaté zpomalovače hoření a anorganické fosforovo-dusíkaté zpomalovače hoření. Organické fosforovo-dusíkaté zpomalovače hoření zahrnují především fosfáty, fosforamidy atd., zatímco anorganické fosforovo-dusíkaté zpomalovače hoření zahrnují fosforečnan amonný, polyfosfát amonný atd.

1.2 Mechanismus zpomalování hoření u fosfor-dusíkatých zpomalovačů hoření
Mechanismus zpomalování hoření u fosfor-dusíkatých zpomalovačů hoření zahrnuje především následující aspekty:
• Zpomalení hoření v plynné fázi: Zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku se rozkládají při vysokých teplotách za vzniku volných radikálů fosforu a dusíku, které mohou během hoření zachytit aktivní volné radikály, a tím přerušit řetězovou reakci hoření.
• Zpomalení hoření v kondenzované fázi: Zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku vytvářejí během hoření stabilní vrstvu uhlíku, izolují kyslík a teplo a zabraňují šíření plamene.
• Synergický efekt: Fosfor a dusíkaté prvky působí synergicky během procesu zpomalování hoření a zvyšují tak účinnost.

1. Charakteristiky nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku
   2.1 Šetrnost k životnímu prostředí
   Nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku neprodukují během výroby a používání toxické ani škodlivé látky, čímž splňují environmentální požadavky. Například polyfosfát amonný (APP), běžný anorganický zpomalovač hoření na bázi fosforu a dusíku, se široce používá v textilním průmyslu díky své nízké toxicitě, bezhalogenovým a bezkouřovým vlastnostem.

2.2 Vysoká účinnost
Nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku dosahují vynikajících zpomalovacích účinků při nízkých hladinách přísad. Experimenty ukazují, že přidání 5 % polyfosfátu amonného může zvýšit limitní kyslíkový index (LOI) tkanin z 18 % na více než 28 %.

2.3 Trvanlivost
Nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku vykazují dobrou odolnost vůči praní a povětrnostním vlivům. Jejich zpomalovací vlastnosti zůstávají stabilní i po opakovaném praní a dlouhodobém vystavení přírodním podmínkám.

1. Vliv nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku na požární odolnost tkanin
   3.1 Mezní kyslíkový index (LOI)
   Mezní kyslíkový index je důležitým ukazatelem pro hodnocení zpomalování hoření materiálů. Tabulka 1 uvádí hodnoty LOI několika běžných tkanin po přidání různých poměrů nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku.

Jak je uvedeno v tabulce 1, nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku mohou významně zvýšit hodnoty LOI tkanin, přičemž LOI se zvyšuje se zvyšujícím se množstvím přísady.

3.2 Rychlost uvolňování tepla (HRR)
Rychlost uvolňování tepla měří rychlost, s jakou se teplo uvolňuje během hoření. Obrázek 1 ukazuje křivky HRR bavlněné tkaniny po přidání různých poměrů nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku.

Z obrázku 1 je patrné, že přidání nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku významně snižuje HRR bavlněné tkaniny, což naznačuje snížené uvolňování tepla během hoření a zlepšení zpomalovacích vlastností.

3.3 Hustota kouře
Hustota kouře měří množství kouře vznikajícího během hoření. Tabulka 2 uvádí hodnoty hustoty kouře několika běžných tkanin po přidání různých poměrů nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku.

Jak je uvedeno v tabulce 2, nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku mohou významně snížit hustotu kouře z tkanin, čímž se sníží produkce kouře během hoření a zvýší se bezpečnost.

1. Výkonnost nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku v praktických aplikacích
   4.1 Ohnivzdorná úprava textilií
   Nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku se široce používají při úpravě textilií proti ohni. Například v hasičských oblecích, vojenských uniformách, dětském pyžamu a dalších speciálních textiliích může přidání těchto zpomalovačů výrazně zlepšit odolnost proti ohni a zajistit tak bezpečnost uživatelů.

4.2 Ohnivzdorná úprava stavebních materiálů
Ve stavebních materiálech se hojně používají také nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku. Například jejich přidání do ohnivzdorných nátěrů a ohnivzdorných desek může zvýšit jejich meze požární odolnosti a snížit tak riziko požárů.

4.3 Ohnivzdorná úprava elektronických výrobků
V elektronických výrobcích se v materiálech, jako jsou desky plošných spojů a kabely, používají nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku. Jejich přidání může účinně zabránit požárům způsobeným vysokými teplotami nebo zkraty a chránit tak zařízení i uživatele.

1. Pokrok ve výzkumu doma i v zahraničí
   5.1 Pokrok v domácím výzkumu
   Domácí vědci dosáhli významného pokroku ve studiu nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku. Například univerzitní výzkumný tým vyvinul nový organický zpomalovač hoření na bázi fosforu a dusíku. Testy na bavlněné tkanině ukázaly, že přidání 5 % zpomalovače hoření zvýšilo index hoření (LOI) na více než 30 % s vynikající odolností proti praní.

5.2 Mezinárodní výzkumný pokrok
Mezinárodní výzkumníci také dosáhli významných výsledků. Například mezinárodní tým vyvinul nový anorganický zpomalovač hoření na bázi fosforu a dusíku. Testy na polyesterové tkanině prokázaly, že přidání 10 % zpomalovače zvýšilo index hoření (LOI) na více než 35 % s významným snížením hustoty kouře.

1. Směry budoucího rozvoje
   6.1 Multifunkčnost
   Jedním ze směrů pro nové zpomalovače hoření na bázi fosforu a dusíku je v budoucnu multifunkčnost. Například vývoj zpomalovačů hoření s dalšími vlastnostmi, jako jsou antibakteriální, protiplísňové a antistatické, které by splňovaly potřeby různých aplikací.

6.2 Nanotechnologie
Aplikace nanotechnologií přinese nové příležitosti pro vývoj nových zpomalovačů hoření na bázi fosforu a dusíku. Zpracování v nanoměřítku může zlepšit disperzi a stabilitu zpomalovačů hoření, a dále tak zvýšit jejich účinnost.

6.3 Inteligentní zpomalovače
Dalším důležitým směrem je chytrá funkčnost. Například vývoj inteligentních zpomalovačů hoření, které dokáží automaticky upravovat svůj výkon na základě teploty prostředí, a tím zlepšit přizpůsobivost v praktických aplikacích.