Effekten av nya fosfor-kväve flamskyddsmedel på brandmotståndet hos tyger

Effekten av nya fosfor-kväve flamskyddsmedel på brandmotståndet hos tyger

I och med den ökande medvetenheten om säkerhet används brandbeständiga material i stor utsträckning inom olika branscher. Särskilt inom textilindustrin är brandmotståndet hos tyger direkt relaterat till säkerheten för liv och egendom. På senare år har nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel blivit ett forskningsfokuserat område på grund av deras utmärkta flamskyddsegenskaper och miljövänlighet. Denna artikel undersöker effekten av nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel på brandmotståndet hos tyger ur flera perspektiv, och kombinerar specifika produktparametrar och experimentella data för att analysera deras prestanda i praktiska tillämpningar.

1. Översikt över fosfor-kväve flamskyddsmedel
   1.1 Definition och klassificering av fosfor-kväve flamskyddsmedel
   Fosfor-kväve flamskyddsmedel är en klass av föreningar som huvudsakligen består av fosfor och kväve som flamskyddsmedel. Baserat på deras kemiska struktur kan de delas in i två huvudkategorier: organiska fosfor-kväve flamskyddsmedel och oorganiska fosfor-kväve flamskyddsmedel. Organiska fosfor-kväve flamskyddsmedel omfattar huvudsakligen fosfater, fosforamider etc., medan oorganiska fosfor-kväve flamskyddsmedel omfattar ammoniumfosfat, ammoniumpolyfosfat etc.

1.2 Flamskyddsmekanism för fosfor-kväve flamskyddsmedel
Flamskyddsmekanismen för fosfor-kväve-flamskyddsmedel omfattar huvudsakligen följande aspekter:
• Flamskydd i gasfas: Fosfor-kväve-flamskyddsmedel sönderfaller vid höga temperaturer och producerar fria radikaler av fosfor och kväve, vilka kan fånga aktiva fria radikaler under förbränning och därigenom avbryta förbränningskedjereaktionen.
• Flamskydd i kondenserad fas: Fosfor-kväve-flamskyddsmedel bildar ett stabilt förkolningslager under förbränning, vilket isolerar syre och värme och förhindrar flamspridning.
• Synergistisk effekt: Fosfor- och kväveelementen arbetar synergistiskt under flamskyddsprocessen, vilket förbättrar effektiviteten.

1. Egenskaper hos nya fosfor-kväve flamskyddsmedel
   2.1 Miljövänlighet
   Nya fosfor-kväve flamskyddsmedel producerar inte giftiga eller skadliga ämnen under produktion och användning, och uppfyller miljökraven. Till exempel används ammoniumpolyfosfat (APP), ett vanligt oorganiskt fosfor-kväve flamskyddsmedel, i stor utsträckning inom textilindustrin på grund av dess låga toxicitet, halogenfria och rökfria egenskaper.

2.2 Hög effektivitet
Nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve uppnår utmärkta flamskyddseffekter vid låga tillsatsnivåer. Experiment visar att tillsats av 5 % ammoniumpolyfosfat kan öka det begränsande syreindexet (LOI) för tyger från 18 % till över 28 %.

2.3 Hållbarhet
Nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve uppvisar god tvättbeständighet och väderbeständighet. Deras flamskyddsegenskaper förblir stabila även efter flera tvättar och långvarig exponering för naturliga miljöer.

1. Inverkan av nya fosfor-kväve flamskyddsmedel på brandmotståndet hos tyger
   3.1 Begränsande syreindex (LOI)
   Det begränsande syreindexet är ett viktigt mått för att utvärdera materials flamskyddsprestanda. Tabell 1 listar LOI-värdena för flera vanliga tyger efter tillsats av olika proportioner av nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel.

Som visas i tabell 1 kan nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel avsevärt öka LOI-värdena för tyger, där LOI ökar i takt med att mängden tillsatt material ökar.

3.2 Värmeavgivningshastighet (HRR)
Värmeavgivningshastigheten mäter den hastighet med vilken värme frigörs under förbränning. Figur 1 visar HRR-kurvorna för bomullstyg efter tillsats av olika proportioner av nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel.

Från figur 1 kan man observera att tillsats av nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel avsevärt minskar HRR (Herrenergireaktionen) hos bomullstyg, vilket indikerar minskad värmeavgivning under förbränning och förbättrad flamskyddsprestanda.

3.3 Röktäthet
Röktäthet mäter mängden rök som produceras under förbränning. Tabell 2 listar röktäthetsvärdena för flera vanliga tyger efter tillsats av olika proportioner av nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel.

Som visas i tabell 2 kan nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve avsevärt minska rökdensiteten hos tyger, vilket minskar rökproduktionen under förbränning och förbättrar säkerheten.

1. Prestanda hos nya fosfor-kväve-flamskyddsmedel i praktiska tillämpningar
   4.1 Brandsäker behandling av textilier
   Nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve används ofta vid brandsäker behandling av textilier. Till exempel i brandbekämpningskläder, militäruniformer, barns sömnkläder och andra specialtextilier kan tillsats av dessa flamskyddsmedel avsevärt förbättra brandmotståndet och säkerställa användarsäkerheten.

4.2 Brandsäker behandling av byggmaterial
I byggmaterial används även nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve i stor utsträckning. Till exempel kan tillsats av dem i brandsäkra beläggningar och brandsäkra skivor öka deras brandmotståndsgränser, vilket minskar risken för brand.

4.3 Brandsäker behandling av elektroniska produkter
I elektroniska produkter används nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve i material som kretskort och kablar. Tillsatsen av dessa kan effektivt förhindra bränder orsakade av höga temperaturer eller kortslutningar, vilket skyddar både utrustning och användare.

1. Forskningsframsteg hemma och utomlands
   5.1 Inhemska forskningsframsteg
   Inhemska forskare har gjort betydande framsteg i studien av nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve. Till exempel utvecklade ett universitetsforskarteam ett nytt organiskt flamskyddsmedel med fosfor och kväve. Tester på bomullstyg visade att tillsats av 5 % av flamskyddsmedlet ökade livslängden till över 30 %, med utmärkt tvättålighet.

5.2 Internationella forskningsframsteg
Internationella forskare har också uppnått viktiga resultat. Till exempel utvecklade ett internationellt team ett nytt oorganiskt fosfor-kväve-flamskyddsmedel. Tester på polyestertyg visade att tillsats av 10 % av flamskyddsmedlet ökade LOI till över 35 %, med en betydande minskning av rökdensiteten.

1. Framtida utvecklingsriktningar
   6.1 Multifunktionalitet
   I framtiden är multifunktionalitet en inriktning för nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve. Till exempel att utveckla flamskyddsmedel med ytterligare egenskaper som antibakteriella, antimögel- och antistatiska egenskaper för att möta olika tillämpningsbehov.

6.2 Nanoteknik
Tillämpningen av nanoteknik kommer att skapa nya möjligheter för utveckling av nya flamskyddsmedel med fosfor och kväve. Nanoskalig bearbetning kan förbättra spridningen och stabiliteten hos flamskyddsmedel, vilket ytterligare ökar deras effektivitet.

6.3 Smarta hämmare
Smart funktionalitet är en annan viktig inriktning. Till exempel att utveckla intelligenta flamskyddsmedel som automatiskt kan justera sin prestanda baserat på omgivningstemperatur för att förbättra anpassningsförmågan i praktiska tillämpningar.