Влияние новых фосфорно-азотных антипиренов на огнестойкость тканей

Влияние новых фосфорно-азотных антипиренов на огнестойкость тканей

В связи с растущим вниманием к безопасности огнестойкие материалы широко используются в различных отраслях промышленности. В частности, в текстильной промышленности огнестойкость тканей напрямую связана с безопасностью жизни и имущества. В последние годы новые фосфорно-азотные антипирены стали объектом исследований благодаря своим превосходным огнезащитным свойствам и экологичности. В данной статье рассматривается влияние новых фосфорно-азотных антипиренов на огнестойкость тканей с различных точек зрения, объединяя конкретные параметры продукта и экспериментальные данные для анализа их характеристик в практическом применении.

1. Обзор фосфорно-азотных антипиренов
   1.1 Определение и классификация фосфорно-азотных антипиренов
   Фосфорно-азотные антипирены – это класс соединений, состоящих преимущественно из фосфора и азота, обладающих огнезащитными свойствами. По химической структуре их можно разделить на две основные категории: органические фосфорно-азотные антипирены и неорганические фосфорно-азотные антипирены. К органическим фосфорно-азотным антипиренам относятся, главным образом, фосфаты, фосфорамиды и т. д., а к неорганическим фосфорно-азотным – фосфат аммония, полифосфат аммония и т. д.

1.2 Механизм огнестойкости фосфорно-азотных антипиренов
Механизм огнезащитного действия фосфорно-азотных антипиренов в первую очередь включает следующие аспекты:
• Газофазная огнестойкость: фосфорно-азотные антипирены разлагаются при высоких температурах с образованием свободных радикалов фосфора и азота, которые могут захватывать активные свободные радикалы во время горения, тем самым прерывая цепную реакцию горения.
• Конденсированная фаза огнестойкости: фосфорно-азотные антипирены образуют устойчивый угольный слой во время горения, изолируя кислород и тепло и предотвращая распространение пламени.
• Синергетический эффект: элементы фосфора и азота работают синергетически в процессе огнезащиты, повышая эффективность.

1. Характеристики новых фосфорно-азотных антипиренов
   2.1 Экологичность
   Новые фосфорно-азотные антипирены не образуют токсичных и вредных веществ в процессе производства и применения, что соответствует экологическим требованиям. Например, полифосфат аммония (АФП), распространённый неорганический фосфорно-азотный антипирен, широко используется в текстильной промышленности благодаря своей низкой токсичности, отсутствию галогенов и отсутствию дыма.

2.2 Высокая эффективность
Новые фосфорно-азотные антипирены обеспечивают превосходные огнезащитные свойства при низких концентрациях. Эксперименты показывают, что добавление 5% полифосфата аммония может повысить предельный кислородный индекс (ПКИ) тканей с 18% до более чем 28%.

2.3 Долговечность
Новые фосфорно-азотные антипирены обладают хорошей устойчивостью к стирке и атмосферным воздействиям. Их огнезащитные свойства остаются стабильными даже после многократных стирок и длительного воздействия природных факторов.

1. Влияние новых фосфорно-азотных антипиренов на огнестойкость тканей
   3.1 Предельный кислородный индекс (ПКИ)
   Предельный кислородный индекс (ПКИ) является важным показателем для оценки огнестойкости материалов. В таблице 1 приведены значения ПКИ нескольких распространённых тканей после добавления различных пропорций новых фосфорно-азотных антипиренов.

Как показано в Таблице 1, новые фосфорно-азотные антипирены могут значительно повысить значения LOI тканей, причем LOI растет с увеличением количества добавки.

3.2 Скорость тепловыделения (HRR)
Скорость тепловыделения измеряет скорость, с которой тепло выделяется при горении. На рисунке 1 показаны кривые HRR хлопчатобумажной ткани после добавления различных пропорций новых фосфорно-азотных антипиренов.

Из рисунка 1 можно увидеть, что добавление новых фосфорно-азотных антипиренов значительно снижает HRR хлопчатобумажной ткани, что указывает на уменьшение тепловыделения при горении и улучшение огнестойкости.

3.3 Плотность дыма
Плотность дыма измеряет количество дыма, выделяемого при горении. В таблице 2 приведены значения плотности дыма для нескольких распространённых тканей после добавления различных пропорций новых фосфорно-азотных антипиренов.

Как показано в таблице 2, новые фосфорно-азотные антипирены способны значительно снизить дымообразование тканей, уменьшая дымообразование при горении и повышая безопасность.

1. Эффективность новых фосфорно-азотных антипиренов в практическом применении
   4.1 Огнезащитная обработка текстильных изделий
   Новые фосфорно-азотные антипирены широко используются для огнезащитной обработки текстильных изделий. Например, в костюмах пожарных, военной форме, детских пижамах и других специальных текстильных изделиях добавление этих антипиренов может значительно повысить огнестойкость, обеспечивая безопасность пользователя.

4.2 Огнезащитная обработка строительных материалов
В строительных материалах также широко применяются новые фосфорно-азотные антипирены. Например, их добавление в огнестойкие покрытия и огнестойкие плиты может повысить их предел огнестойкости, снижая риск возникновения пожаров.

4.3 Огнезащитная обработка электронных изделий
В электронных изделиях новые фосфорно-азотные антипирены используются в таких материалах, как печатные платы и кабели. Их добавление может эффективно предотвращать возгорания, вызванные высокими температурами или короткими замыканиями, защищая как оборудование, так и пользователей.

1. Научно-исследовательский прогресс в стране и за рубежом
   5.1 Прогресс отечественных исследований
   Отечественные исследователи добились значительных успехов в изучении новых фосфорно-азотных антипиренов. Например, университетская исследовательская группа разработала новый органический фосфорно-азотный антипирен. Испытания на хлопчатобумажной ткани показали, что добавление 5% антипирена увеличивает показатель потери прочности более чем на 30% при отличной стойкости к стирке.

5.2 Международный исследовательский прогресс
Международные исследователи также добились важных результатов. Например, международная группа разработала новый неорганический фосфорно-азотный антипирен. Испытания полиэфирной ткани показали, что добавление 10% антипирена увеличивает показатель потери горения до более чем 35% при значительном снижении плотности дыма.

1. Будущие направления развития
   6.1 Многофункциональность
   В будущем одним из направлений развития новых фосфорно-азотных антипиренов станет многофункциональность. Например, разработка антипиренов с дополнительными свойствами, такими как антибактериальные, противогрибковые и антистатические, для удовлетворения различных потребностей в области применения.

6.2 Нанотехнологии
Применение нанотехнологий откроет новые возможности для разработки новых фосфорно-азотных антипиренов. Наномасштабная обработка может улучшить дисперсность и стабильность антипиренов, дополнительно повышая их эффективность.

6.3 Умные замедлители
Ещё одно важное направление — интеллектуальная функциональность. Например, разработка интеллектуальных антипиренов, способных автоматически регулировать свои свойства в зависимости от температуры окружающей среды, что повышает их адаптивность к практическим применениям.