Virkningen af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere på tekstilers brandmodstand
Med den stigende bevidsthed om sikkerhed anvendes brandhæmmende materialer i vid udstrækning på tværs af forskellige brancher. Især i tekstilindustrien er tekstilers brandmodstand direkte relateret til sikkerheden for liv og ejendom. I de senere år er nye fosfor-nitrogen flammehæmmere blevet et hotspot inden for forskning på grund af deres fremragende flammehæmmende egenskaber og miljøvenlighed. Denne artikel undersøger virkningen af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere på tekstilers brandmodstand fra flere perspektiver ved at kombinere specifikke produktparametre og eksperimentelle data for at analysere deres ydeevne i praktiske anvendelser.
- Oversigt over fosfor-nitrogen flammehæmmere
1.1 Definition og klassificering af fosfor-nitrogen flammehæmmere
Fosfor-nitrogen flammehæmmere er en klasse af forbindelser, der primært består af fosfor og nitrogen som flammehæmmende elementer. Baseret på deres kemiske struktur kan de opdeles i to hovedkategorier: organiske fosfor-nitrogen flammehæmmere og uorganiske fosfor-nitrogen flammehæmmere. Organiske fosfor-nitrogen flammehæmmere omfatter primært fosfater, fosforamider osv., mens uorganiske fosfor-nitrogen flammehæmmere omfatter ammoniumphosphat, ammoniumpolyphosphat osv.
1.2 Flammehæmmende mekanisme for fosfor-nitrogen flammehæmmere
Flammehæmmende mekanismer for fosfor-nitrogen flammehæmmere omfatter primært følgende aspekter:
• Gasfaseflammehæmmende egenskaber: Fosfor-nitrogen-flammehæmmere nedbrydes ved høje temperaturer og producerer frie radikaler af fosfor og nitrogen, som kan opfange aktive frie radikaler under forbrænding og derved afbryde forbrændingskædereaktionen.
• Kondensfase-flammehæmmende egenskaber: Fosfor-nitrogen-flammehæmmere danner et stabilt forkulningslag under forbrænding, hvilket isolerer ilt og varme og forhindrer flammespredning.
• Synergistisk effekt: Fosfor- og nitrogenelementerne arbejder synergistisk under flammehæmmende processen og forbedrer effektiviteten.
- Karakteristika for nye fosfor-nitrogen flammehæmmere
2.1 Miljøvenlighed
Nye fosfor-nitrogen flammehæmmere producerer ikke giftige eller skadelige stoffer under produktion og brug og opfylder dermed miljøkravene. For eksempel er ammoniumpolyfosfat (APP), en almindelig uorganisk fosfor-nitrogen flammehæmmer, meget anvendt i tekstilindustrien på grund af dens lave toksicitet, halogenfri og røgfri egenskaber.
2.2 Høj effektivitet
Nye flammehæmmere med fosfor og nitrogen opnår fremragende flammehæmmende effekter ved lave tilsætningsstofniveauer. Forsøg viser, at tilsætning af 5% ammoniumpolyfosfat kan øge tekstilers begrænsende iltindeks (LOI) fra 18% til over 28%.
2.3 Holdbarhed
Nye flammehæmmere med fosfor og nitrogen udviser god vaskebestandighed og vejrbestandighed. Deres flammehæmmende egenskaber forbliver stabile selv efter flere vaske og langvarig eksponering for naturlige miljøer.
- Virkningen af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere på tekstilers brandmodstand
3.1 Grænseværdi for ilt (LOI)
Det begrænsende iltindeks er en vigtig måleenhed til evaluering af materialers flammehæmmende ydeevne. Tabel 1 viser LOI-værdierne for flere almindelige tekstiler efter tilsætning af forskellige andele af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere.
| Stoftype | LOI uden retardant (%) | LOI med 5% retardant (%) | LOI med 10% retardant (%) |
| Bomuld | 18 | 28 | 32 |
| Polyester | 20 | 30 | 34 |
| Nylon | 22 | 32 | 36 |
Som vist i tabel 1 kan nye fosfor-nitrogen-flammehæmmere øge tekstilers LOI-værdier betydeligt, hvor LOI stiger, efterhånden som mængden af tilsætningsstof stiger.
3.2 Varmeafgivelseshastighed (HRR)
Varmeafgivelseshastigheden måler den hastighed, hvormed varme frigives under forbrænding. Figur 1 viser HRR-kurverne for bomuldsstof efter tilsætning af forskellige andele af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere.
Fra figur 1 kan det ses, at tilsætning af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere signifikant reducerer HRR'en for bomuldsstof, hvilket indikerer nedsat varmeafgivelse under forbrænding og forbedret flammehæmmende ydeevne.
3.3 Røgdensitet
Røgdensitet måler mængden af røg, der produceres under forbrænding. Tabel 2 viser røgdensitetsværdierne for adskillige almindelige tekstiler efter tilsætning af forskellige andele af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere.
| Stoftype | Røgdensitet uden hæmmer (%) | Røgdensitet med 5% hæmmer (%) | Røgdensitet med 10% hæmmer (%) |
| Bomuld | 80 | 60 | 50 |
| Polyester | 70 | 50 | 40 |
| Nylon | 60 | 40 | 30 |
Som vist i tabel 2 kan nye fosfor-nitrogen flammehæmmere reducere røgdensiteten i tekstiler betydeligt, hvilket mindsker røgproduktionen under forbrænding og forbedrer sikkerheden.
- Ydeevne af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere i praktiske anvendelser
4.1 Brandsikker behandling af tekstiler
Nye flammehæmmere med fosfor og nitrogen anvendes i vid udstrækning i brandsikker behandling af tekstiler. For eksempel i brandbekæmpelsesdragter, militæruniformer, børns nattøj og andre specialtekstiler kan tilsætning af disse flammehæmmere forbedre brandmodstanden betydeligt og dermed sikre brugersikkerheden.
4.2 Brandsikker behandling af byggematerialer
I byggematerialer anvendes nye flammehæmmere med fosfor og nitrogen også i vid udstrækning. For eksempel kan tilsætning af dem til brandsikre belægninger og brandsikre plader øge deres brandmodstandsgrænser og dermed reducere risikoen for brande.
4.3 Brandsikker behandling af elektroniske produkter
I elektroniske produkter anvendes nye fosfor-nitrogen flammehæmmere i materialer som printkort og kabler. Tilsætning af disse midler kan effektivt forhindre brande forårsaget af høje temperaturer eller kortslutninger og dermed beskytte både udstyr og brugere.
- Forskningsfremskridt i ind- og udland
5.1 Indenlandsk forskningsfremskridt
Indenlandske forskere har gjort betydelige fremskridt i studiet af nye fosfor-nitrogen flammehæmmere. For eksempel udviklede et universitetsforskerhold en ny organisk fosfor-nitrogen flammehæmmer. Test på bomuldsstof viste, at tilsætning af 5% af flammehæmmeren øgede LOI til over 30% med fremragende vaskebestandighed.
5.2 Internationale forskningsfremskridt
Internationale forskere har også opnået vigtige resultater. For eksempel udviklede et internationalt team en ny uorganisk fosfor-nitrogen flammehæmmer. Test på polyesterstof viste, at tilsætning af 10% af flammehæmmeren øgede LOI til over 35%, med en betydelig reduktion i røgdensiteten.
- Fremtidige udviklingsretninger
6.1 Multifunktionalitet
I fremtiden er én retning for nye flammehæmmere med fosfor-nitrogen multifunktionalitet. For eksempel udvikling af flammehæmmere med yderligere egenskaber såsom antibakterielle, antimuggelige og antistatiske egenskaber for at imødekomme forskellige anvendelsesbehov.
6.2 Nanoteknologi
Anvendelsen af nanoteknologi vil skabe nye muligheder for udvikling af nye flammehæmmere bestående af fosfor og nitrogen. Nanoskalabehandling kan forbedre spredningen og stabiliteten af flammehæmmere og dermed yderligere øge deres effektivitet.
6.3 Smarte hæmmere
Smart funktionalitet er en anden vigtig retning. For eksempel udvikling af intelligente flammehæmmere, der automatisk kan justere deres ydeevne baseret på omgivelsestemperaturen for at forbedre tilpasningsevnen i praktiske anvendelser.
Opslagstidspunkt: 16. april 2025
