Új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók hatása a szövetek tűzállóságára
A biztonság iránti növekvő tudatosság miatt a tűzálló anyagokat széles körben alkalmazzák a különböző iparágakban. Különösen a textiliparban a szövetek tűzállósága közvetlenül összefügg az élet- és vagyonbiztonsággal. Az elmúlt években az új foszfor-nitrogén égésgátlók kutatási témává váltak kiváló égésgátló tulajdonságaik és környezetbarát jellegük miatt. Ez a cikk az új foszfor-nitrogén égésgátlók szövetek tűzállóságára gyakorolt hatását vizsgálja több szempontból, specifikus termékparaméterek és kísérleti adatok kombinálásával elemezve teljesítményüket gyakorlati alkalmazásokban.
- A foszfor-nitrogén égésgátlók áttekintése
1.1 A foszfor-nitrogén égésgátlók meghatározása és osztályozása
A foszfor-nitrogén égésgátlók olyan vegyületek, amelyek elsősorban foszforból és nitrogénből, mint égésgátló elemekből állnak. Kémiai szerkezetük alapján két fő kategóriába sorolhatók: szerves foszfor-nitrogén égésgátlók és szervetlen foszfor-nitrogén égésgátlók. A szerves foszfor-nitrogén égésgátlók főként foszfátokat, foszforamidokat stb. tartalmaznak, míg a szervetlen foszfor-nitrogén égésgátlók közé tartozik az ammónium-foszfát, az ammónium-polifoszfát stb.
1.2 A foszfor-nitrogén égésgátlók lánggátló mechanizmusa
A foszfor-nitrogén égésgátlók égésgátló mechanizmusa elsősorban a következő szempontokat foglalja magában:
• Gázfázisú égésgátlás: A foszfor-nitrogén égésgátlók magas hőmérsékleten bomlanak le, foszfor- és nitrogén szabadgyököket képezve, amelyek az égés során megköthetik az aktív szabadgyököket, ezáltal megszakítva az égési láncreakciót.
• Kondenzált fázisú égésgátlás: A foszfor-nitrogén égésgátlók égés közben stabil elszenesedett réteget képeznek, elszigetelik az oxigént és a hőt, és megakadályozzák a láng terjedését.
• Szinergikus hatás: A foszfor és a nitrogén elemek szinergikusan hatnak az égésgátló folyamat során, javítva a hatékonyságot.
- Új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók jellemzői
2.1 Környezetbarátság
Az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók gyártása és felhasználása során nem termelnek mérgező vagy káros anyagokat, így megfelelnek a környezetvédelmi követelményeknek. Például az ammónium-polifoszfát (APP), egy gyakori szervetlen foszfor-nitrogén alapú égésgátló, széles körben használatos a textiliparban alacsony toxicitása, halogénmentessége és füstmentes tulajdonságai miatt.
2.2 Nagy hatékonyság
Az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók kiváló égésgátló hatást érnek el alacsony adalékanyagszint mellett. A kísérletek azt mutatják, hogy 5% ammónium-polifoszfát hozzáadása a szövetek határoxigén-indexét (LOI) 18%-ról több mint 28%-ra növelheti.
2.3 Tartósság
Az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók jó mosásállóságot és időjárásállóságot mutatnak. Égésgátló teljesítményük több mosás és a természetes környezetnek való hosszan tartó kitettség után is stabil marad.
- Új foszfor-nitrogén égésgátlók hatása a szövetek tűzállóságára
3.1 Határérték oxigénindex (LOI)
A határoxigén-index fontos mérőszám az anyagok égésgátló teljesítményének értékeléséhez. Az 1. táblázat felsorolja számos gyakori szövet LOI-értékeit különböző arányú új foszfor-nitrogén égésgátlók hozzáadása után.
| Szövettípus | LOI lassító nélkül (%) | LOI 5%-os lassítóval (%) | LOI 10%-os retardánssal (%) |
| Pamut | 18 | 28 | 32 |
| Poliészter | 20 | 30 | 34 |
| Nejlon | 22 | 32 | 36 |
Amint az 1. táblázatban látható, az új foszfor-nitrogén égésgátlók jelentősen növelhetik a szövetek LOI-értékeit, ahol az LOI az adalékanyag mennyiségének növekedésével emelkedik.
3.2 Hőfelszabadulási sebesség (HRR)
A hőfelszabadulási sebesség azt a sebességet méri, amellyel a hő felszabadul az égés során. Az 1. ábra a pamutszövet HRR-görbéit mutatja különböző arányú új foszfor-nitrogén égésgátlók hozzáadása után.
Az 1. ábrából megfigyelhető, hogy az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók hozzáadása jelentősen csökkenti a pamutszövet hőérzékenységét (HRR), ami az égés során felszabaduló hő csökkenésére és a lángállóság javulására utal.
3.3 Füstsűrűség
A füstsűrűség az égés során keletkező füst mennyiségét méri. A 2. táblázat számos gyakori szövet füstsűrűségi értékeit sorolja fel különböző arányú új foszfor-nitrogén égésgátlók hozzáadása után.
| Szövettípus | Füstsűrűség késleltető nélkül (%) | Füstsűrűség 5%-os füstgátlóval (%) | Füstsűrűség 10%-os füstgátlóval (%) |
| Pamut | 80 | 60 | 50 |
| Poliészter | 70 | 50 | 40 |
| Nejlon | 60 | 40 | 30 |
Amint a 2. táblázatban látható, az új foszfor-nitrogén égésgátlók jelentősen csökkenthetik a szövetek füstsűrűségét, mérsékelve a füstképződést az égés során és növelve a biztonságot.
- Új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók teljesítménye a gyakorlatban
4.1 Textilek tűzálló kezelése
Az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlókat széles körben alkalmazzák textíliák tűzálló kezelésében. Például tűzoltóruhákban, katonai egyenruhákban, gyermek hálóruhákban és más speciális textíliákban ezeknek a gátlóknak a hozzáadása jelentősen javíthatja a tűzállóságot, biztosítva a felhasználók biztonságát.
4.2 Építőanyagok tűzálló kezelése
Az építőanyagokban az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlókat is széles körben alkalmazzák. Például, ha tűzálló bevonatokhoz és tűzálló táblákhoz adják őket, növelhetik azok tűzállósági határértékeit, csökkentve a tűzveszélyt.
4.3 Elektronikus termékek tűzálló kezelése
Az elektronikai termékekben új foszfor-nitrogén alapú égésgátlókat használnak olyan anyagokban, mint az áramköri lapok és kábelek. Hozzáadásuk hatékonyan megelőzheti a magas hőmérséklet vagy rövidzárlat okozta tüzeket, védve mind a berendezéseket, mind a felhasználókat.
- Kutatási eredmények itthon és külföldön
5.1 Hazai kutatási eredmények
A hazai kutatók jelentős előrelépéseket tettek az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók vizsgálatában. Például egy egyetemi kutatócsoport kifejlesztett egy új, szerves foszfor-nitrogén alapú égésgátlót. Pamutszöveten végzett tesztek kimutatták, hogy a gátló 5%-ának hozzáadása több mint 30%-ra növelte az LOI-t, kiváló mosásállósággal.
5.2 Nemzetközi kutatási eredmények
Nemzetközi kutatók is fontos eredményeket értek el. Például egy nemzetközi csapat kifejlesztett egy új szervetlen foszfor-nitrogén alapú égésgátlót. Poliészter szöveten végzett tesztek kimutatták, hogy a gátló 10%-ának hozzáadása több mint 35%-ra növelte az LOI-t, a füst sűrűségének jelentős csökkenésével.
- Jövőbeli fejlesztési irányok
6.1 Multifunkcionalitás
A jövőben az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók egyik iránya a multifunkcionalitás. Például olyan égésgátlók fejlesztése, amelyek további tulajdonságokkal rendelkeznek, például antibakteriális, penészgátló és antisztatikus képességekkel, hogy megfeleljenek a sokféle alkalmazási igénynek.
6.2 Nanotechnológia
A nanotechnológia alkalmazása új lehetőségeket nyit meg az új foszfor-nitrogén alapú égésgátlók fejlesztésében. A nanoskálájú feldolgozás javíthatja a gátlók diszperzióját és stabilitását, tovább növelve azok hatékonyságát.
6.3 Intelligens lassítószerek
Az intelligens funkcionalitás egy másik fontos irány. Például intelligens égésgátlók fejlesztése, amelyek automatikusan képesek a teljesítményüket a környezeti hőmérséklet alapján módosítani, hogy javítsák az alkalmazkodóképességet a gyakorlati alkalmazásokban.
Közzététel ideje: 2025. április 16.
