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生活中防火材料的阻燃原理

火災在生活當中是經常發生的,我國平均每年的大小火災都會給社會造成5億以上的經濟損失,更值得關注的是給火災受害者帶來巨大的災難與痛苦。因此生活中所接觸到的材料具有防火功能是非常重要的,現今阻燃材料的應用也是越來越突出,比如傢俱、地板、紡織品、插線板、膠水、紙張、塗料等等,這些材料之所以阻燃,是因為在生產製作過程當中添加了阻燃劑。


燃燒反應一般有可燃物、氧氣及一定溫度三要素,且缺一不可。阻燃劑的作用機理應在材料燃燒時抑制一種或一種以上要素的產生,達到阻止或減緩燃燒的目的。每一種阻燃劑具體的阻燃機理是不同的,但阻燃的基本原理大致是相同的,減少熱分解過程中可燃性氣體的生成和阻礙氣體燃燒過程中的基本反應,吸收燃燒域中的熱量,稀釋和隔離空氣,對阻止燃燒也有一定作用。阻燃劑的阻燃包括以下幾個主要過程:

1 、吸熱冷卻

有些阻燃劑在加熱過程中,其含有阻燃元素的化合物會發生吸熱脫水、相變、分解以及其他吸熱反應,降低聚合物表面和燃燒區域的溫度,從而減慢高聚物的熱分解速度來起到阻燃作用。

2 、氣相稀釋

材料在燃燒過程中,會產生大量的可燃性氣體,如:一氧化碳。阻燃劑的存在,能產生大量的不可燃氣體,有效的稀釋可燃性氣體或空氣,從而實現對材料的阻燃作用。


3 、形成隔熱層

有些阻燃材料(如磷酸、硼酸)加熱時熔融,在材料表面形成一層玻璃狀的膜,阻礙氧的供給,同時可起隔熱作用和降低可燃性氣體釋放量,從而產生阻燃效應。

4 、終止自由基鏈反應


在聚合物燃燒過程中,大量生成的自由基加快氣相燃燒反應。如能設法捕捉並消滅這些自由基,就可控制燃燒,起到阻燃效果。氣相燃燒反應的速度與燃燒過程中產生的自由基 HO·和 H·的濃度有密切關係。氣相阻燃劑的作用主要是將這類高能量的自由基轉化成穩定的自由基,抑制燃燒過程的進行,達到阻燃目的。自由基與塵埃顆粒表面接觸,可能失去活性,在塵埃顆粒表面可發生下述反應:H·+O 2 ·-HO 2 ,在塵埃顆粒表面生成大量活性比 H·,HO·等低得多的自由基 HO 2 ,從而達到抑制燃燒的目的。



總的看來,阻燃劑主要通過吸熱冷卻、稀釋、形成隔熱層和終止自由基鏈反應等途徑,來實現對材料的阻燃,其中前三種為物理效應,後一種為化學效應。物理效應有吸熱、稀釋可燃物質和隔離空氣的作用等;化學效應有炭化作用、消除自由基作用和磷酞化作用等。

為了消防安全考慮,大家在選購傢俱或生活用品的時候,可以適當地選擇環保的阻燃傢俱!

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