Virkningen av nye fosfor-nitrogen flammehemmere på brannmotstanden til tekstiler

Virkningen av nye fosfor-nitrogen flammehemmere på brannmotstanden til tekstiler

Med den økende bevisstheten rundt sikkerhet, blir brannhemmende materialer mye brukt i ulike bransjer. Spesielt i tekstilindustrien er brannmotstanden til tekstiler direkte relatert til sikkerheten til liv og eiendom. I de senere år har nye fosfor-nitrogen flammehemmere blitt et forskningsfokusert område på grunn av deres utmerkede flammehemmende egenskaper og miljøvennlighet. Denne artikkelen utforsker virkningen av nye fosfor-nitrogen flammehemmere på brannmotstanden til tekstiler fra flere perspektiver, og kombinerer spesifikke produktparametere og eksperimentelle data for å analysere deres ytelse i praktiske anvendelser.

1. Oversikt over flammehemmere med fosfor og nitrogen
   1.1 Definisjon og klassifisering av fosfor-nitrogen flammehemmere
   Fosfor-nitrogen flammehemmere er en klasse forbindelser som hovedsakelig består av fosfor og nitrogen som flammehemmende elementer. Basert på deres kjemiske struktur kan de deles inn i to hovedkategorier: organiske fosfor-nitrogen flammehemmere og uorganiske fosfor-nitrogen flammehemmere. Organiske fosfor-nitrogen flammehemmere omfatter hovedsakelig fosfater, fosforamider, etc., mens uorganiske fosfor-nitrogen flammehemmere omfatter ammoniumfosfat, ammoniumpolyfosfat, etc.

1.2 Flammehemmende mekanisme for fosfor-nitrogen flammehemmere
Flammehemmende mekanismer for fosfor-nitrogen flammehemmere omfatter hovedsakelig følgende aspekter:
• Flammehemming i gassfase: Flammehemmere bestående av fosfor og nitrogen brytes ned ved høye temperaturer og produserer frie radikaler av fosfor og nitrogen, som kan fange opp aktive frie radikaler under forbrenning, og dermed avbryte forbrenningskjedereaksjonen.
• Flammehemming i kondensert fase: Flammehemmere med fosfor og nitrogen danner et stabilt forkullet lag under forbrenning, som isolerer oksygen og varme og forhindrer flammespredning.
• Synergistisk effekt: Fosfor- og nitrogenelementer virker synergistisk under flammehemmende prosessen, noe som forbedrer effektiviteten.

1. Kjennetegn ved nye fosfor-nitrogen flammehemmere
   2.1 Miljøvennlighet
   Nye flammehemmere med fosfor og nitrogen produserer ikke giftige eller skadelige stoffer under produksjon og bruk, og oppfyller dermed miljøkrav. For eksempel er ammoniumpolyfosfat (APP), et vanlig uorganisk flammehemmer med fosfor og nitrogen, mye brukt i tekstilindustrien på grunn av dets lave toksisitet, halogenfrie og røykfrie egenskaper.

2.2 Høy effektivitet
Nye flammehemmere med fosfor og nitrogen oppnår utmerkede flammehemmende effekter ved lave tilsetningsnivåer. Eksperimenter viser at tilsetning av 5 % ammoniumpolyfosfat kan øke den begrensende oksygenindeksen (LOI) for tekstiler fra 18 % til over 28 %.

2.3 Holdbarhet
Nye flammehemmere med fosfor og nitrogen viser god vaskebestandighet og værbestandighet. Flammehemmende egenskaper forblir stabile selv etter flere vask og langvarig eksponering for naturlige miljøer.

1. Virkningen av nye fosfor-nitrogen flammehemmere på brannmotstanden til tekstiler
   3.1 Begrensende oksygenindeks (LOI)
   Den begrensende oksygenindeksen er en viktig målestokk for å evaluere materialers flammehemmende ytelse. Tabell 1 viser LOI-verdiene for flere vanlige tekstiler etter tilsetning av forskjellige proporsjoner av nye fosfor-nitrogen flammehemmere.

Som vist i tabell 1, kan nye flammehemmere med fosfor og nitrogen øke tekstilers bruksverdier betydelig, med en økning i bruksverdiene etter hvert som mengden tilsetningsstoff øker.

3.2 Varmeavgivelseshastighet (HRR)
Varmeavgivelseshastigheten måler hastigheten som varme frigjøres med under forbrenning. Figur 1 viser HRR-kurvene for bomullsstoff etter tilsetning av forskjellige proporsjoner av nye fosfor-nitrogen flammehemmere.

Fra figur 1 kan det observeres at tilsetning av nye fosfor-nitrogen flammehemmere reduserer HRR (High Resolution Reactive Rate) til bomullsstoff betydelig, noe som indikerer redusert varmeavgivelse under forbrenning og forbedret flammehemmende ytelse.

3.3 Røyktetthet
Røyktetthet måler mengden røyk som produseres under forbrenning. Tabell 2 viser røyktetthetsverdiene for flere vanlige tekstiler etter tilsetning av forskjellige mengder av nye flammehemmere med fosfor og nitrogen.

Som vist i tabell 2, kan nye flammehemmere med fosfor og nitrogen redusere røyktettheten i tekstiler betydelig, noe som reduserer røykproduksjonen under forbrenning og forbedrer sikkerheten.

1. Ytelse av nye fosfor-nitrogen flammehemmere i praktiske anvendelser
   4.1 Brannsikker behandling av tekstiler
   Nye flammehemmere med fosfor og nitrogen er mye brukt i brannsikker behandling av tekstiler. For eksempel i brannslokkingsdrakter, militæruniformer, barnetøy og andre spesialtekstiler, kan tilsetning av disse flammehemmerne forbedre brannmotstanden betydelig, noe som sikrer brukersikkerheten.

4.2 Brannsikker behandling av byggematerialer
I byggematerialer brukes også nye flammehemmere med fosfor og nitrogen i stor grad. For eksempel kan tilsetning av dem i brannsikre belegg og brannsikre plater øke brannmotstandsgrensene deres, noe som reduserer brannfaren.

4.3 Brannsikker behandling av elektroniske produkter
I elektroniske produkter brukes nye flammehemmere med fosfor og nitrogen i materialer som kretskort og kabler. Tilsetning av disse kan effektivt forhindre branner forårsaket av høye temperaturer eller kortslutninger, og dermed beskytte både utstyr og brukere.

1. Forskningsfremgang hjemme og i utlandet
   5.1 Innenlandsk forskningsfremgang
   Innenlandske forskere har gjort betydelige fremskritt i studiet av nye flammehemmere med fosfor og nitrogen. For eksempel utviklet et universitetsforskerteam en ny organisk flammehemmer med fosfor og nitrogen. Tester på bomullsstoff viste at tilsetning av 5 % av flammehemmeren økte livslengden til over 30 %, med utmerket vaskebestandighet.

5.2 Internasjonal forskningsfremgang
Internasjonale forskere har også oppnådd viktige resultater. For eksempel utviklet et internasjonalt team en ny uorganisk flammehemmer med fosfor og nitrogen. Tester på polyesterstoff viste at tilsetning av 10 % av flammehemmeren økte LOI til over 35 %, med en betydelig reduksjon i røyktetthet.

1. Fremtidige utviklingsretninger
   6.1 Multifunksjonalitet
   I fremtiden er multifunksjonalitet én retning for nye flammehemmere med fosfor og nitrogen. For eksempel å utvikle hemmere med tilleggsegenskaper som antibakterielle, mugghemmende og antistatiske egenskaper for å møte ulike bruksområder.

6.2 Nanoteknologi
Anvendelsen av nanoteknologi vil gi nye muligheter for utvikling av nye flammehemmere med fosfor og nitrogen. Nanoskalaprosessering kan forbedre spredningen og stabiliteten til flammehemmere, noe som ytterligere øker effektiviteten.

6.3 Smarte retardanter
Smart funksjonalitet er en annen viktig retning. For eksempel utvikling av intelligente flammehemmere som automatisk kan justere ytelsen basert på omgivelsestemperatur for å forbedre tilpasningsevnen i praktiske anvendelser.