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灭火防护服阻燃纤维阻燃原理

2019-08-27
来源: 原创
2004


    灭火防护服面料中的阻燃纤维会使纤维的燃烧速度大大减慢.在火源移开后马上自行熄灭.而且燃烧部分迅速炭化而不产生熔融、滴落或穿洞.给人时间撤离燃烧现场或脱掉身上燃烧的衣服.减少或避免烧伤烫伤.达到保护的目的。阻燃原理可归纳为以下几点一:


    (1)吸热作用:具有高热热量的阻燃剂可在高温下发生变相、脱水或脱氯化氢等吸热分解反应,降低纤维材料表面和火焰区的温度,减慢热裂解反应的速度,抑制可燃性气体的生成。


    (2)覆盖保护作用:阻燃剂受热后,在纤维表面熔融形成玻璃覆盖层.成为凝聚相和火焰之间一个屏障,既可隔断氧气,阻止可燃气体扩散,又可阻止热传导和热辐射.减少反馈给纤维的热量,从而抑制热裂解及燃烧。


    (3)气体稀释作用:阻燃剂吸热分解放出氮气、二氧化碳、二氧化硫和氨气等不燃气体,使纤维裂解出的可燃性气体被稀释至燃烧极限以下.或使火焰中心处部分区域的氧气不足.阻止了继续燃烧。此外,这种不燃气体还有散热降温作用。


    (4)熔融作用:在阻燃剂作用下.纤维解聚时.熔融温度降低.增加了熔点和着火之间的温度,使纤维在裂解之前即软化、收缩、熔融成为柔软液滴.带着热量在重力的作用下离开燃烧体系而自熄。


    (5)提高热裂解温度:在大分子合成纤维中,引入芳环和芳杂环.以增加大分子链间的密集度和内聚力,使纤维耐热性提高,如芳纶、聚酰亚胺纤维、聚笨并咪唑纤维等。或者通过大分子链交联环化,与金属离子形成配合物等方法.改变纤维分子结构,提高炭化程度,抑制热裂解。减少可燃性气体产生,如酚醛、聚丙烯腈预氧化纤维及过渡元素离子络和的腈纶等纤维。


    (6)降低燃烧热:各种纤维燃烧热是不同的。其数值大小与化学组成有直接关系。氟纶为4.2kJ/g,氯纶为20.3 kJ/g,丙纶43.9 kJ/g,相差悬殊。若能把卤素引入纤维大分子链中.则可降低可燃性气体的燃烧热.提高着火点。


    (7)凝聚相阻燃:通过阻燃剂在凝聚相反应区改变纤维大分子热裂解反应历程,促使脱水、缩合、环化、交联反应相续发生,直至炭化,以增加炭化残渣.减少可燃性气体产生.阻燃剂在凝聚相获阻燃效果.


    (8)气相阻燃:通过阻燃剂热分解产物,在火焰区大量捕获高能量的羟基自由基和氢自由基,降低其浓度,从而抑制或中断燃烧的连锁反应。


    (9)微离子表面效应:在可燃性气体中混入一定量的惰性微粒,它不仅能吸收燃烧热,降低火焰温度,而且会像容器的壁面那样,在微粒子表面上,将气相燃烧中大量高能量氢自由基转变为低能量的氢过氧自由基,从而抑制气相燃烧。