Utjecaj novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja na otpornost tkanina na vatru

Utjecaj novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja na otpornost tkanina na vatru

S rastućom sviješću o sigurnosti, materijali otporni na vatru široko se koriste u raznim industrijama. Posebno u tekstilnoj industriji, otpornost tkanina na vatru izravno je povezana sa sigurnošću života i imovine. Posljednjih godina, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika postali su žarište istraživanja zbog svojih izvrsnih svojstava usporavanja gorenja i ekološke prihvatljivosti. Ovaj članak istražuje utjecaj novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika na otpornost tkanina na vatru iz više perspektiva, kombinirajući specifične parametre proizvoda i eksperimentalne podatke kako bi analizirao njihovu učinkovitost u praktičnim primjenama.

1. Pregled usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika
   1.1 Definicija i klasifikacija usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika
   Fosforno-dušikovi usporivači gorenja su klasa spojeva koji se prvenstveno sastoje od fosfora i dušika kao elemenata usporavanja gorenja. Na temelju njihove kemijske strukture mogu se podijeliti u dvije glavne kategorije: organski fosforno-dušikovi usporivači gorenja i anorganski fosforno-dušikovi usporivači gorenja. Organski fosforno-dušikovi usporivači gorenja uglavnom uključuju fosfate, fosforamide itd., dok anorganski fosforno-dušikovi usporivači gorenja uključuju amonijev fosfat, amonijev polifosfat itd.

1.2 Mehanizam usporavanja gorenja fosforno-dušikovih usporivača gorenja
Mehanizam usporavanja gorenja fosforno-dušikovih usporivača gorenja prvenstveno uključuje sljedeće aspekte:
• Usporavanje plamena u plinovitoj fazi: Usporivači plamena na bazi fosfora i dušika razgrađuju se na visokim temperaturama stvarajući slobodne radikale fosfora i dušika, koji mogu uhvatiti aktivne slobodne radikale tijekom izgaranja, čime se prekida lančana reakcija izgaranja.
• Usporavanje plamena kondenzirane faze: Usporivači plamena na bazi fosfora i dušika tvore stabilan sloj ugljena tijekom izgaranja, izolirajući kisik i toplinu te sprječavajući širenje plamena.
• Sinergijski učinak: Fosforni i dušikovi elementi djeluju sinergijski tijekom procesa usporavanja gorenja, poboljšavajući učinkovitost.

1. Karakteristike novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika
   2.1 Ekološka prihvatljivost
   Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika ne proizvode otrovne ili štetne tvari tijekom proizvodnje i upotrebe, što zadovoljava ekološke zahtjeve. Na primjer, amonijev polifosfat (APP), uobičajeni anorganski usporivač gorenja na bazi fosfora i dušika, široko se koristi u tekstilnoj industriji zbog svoje niske toksičnosti, bez halogena i svojstava bez dima.

2.2 Visoka učinkovitost
Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika postižu izvrsne učinke usporavanja gorenja pri niskim razinama aditiva. Eksperimenti pokazuju da dodavanje 5% amonijevog polifosfata može povećati granični indeks kisika (LOI) tkanina s 18% na preko 28%.

2.3 Trajnost
Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika pokazuju dobru otpornost na pranje i vremenske uvjete. Njihova svojstva usporavanja gorenja ostaju stabilna čak i nakon višestrukih pranja i dugotrajnog izlaganja prirodnim uvjetima.

1. Utjecaj novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja na otpornost tkanina na vatru
   3.1 Granični indeks kisika (LOI)
   Granični indeks kisika važna je metrika za procjenu učinkovitosti materijala usporavanja gorenja. Tablica 1 navodi LOI vrijednosti nekoliko uobičajenih tkanina nakon dodavanja različitih udjela novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja.

Kao što je prikazano u Tablici 1, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika mogu značajno povećati vrijednosti LOI tkanina, pri čemu LOI raste s povećanjem količine aditiva.

3.2 Brzina oslobađanja topline (HRR)
Brzina oslobađanja topline mjeri brzinu kojom se toplina oslobađa tijekom izgaranja. Slika 1 prikazuje HRR krivulje pamučne tkanine nakon dodavanja različitih udjela novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja.

Iz slike 1 može se vidjeti da dodavanje novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja značajno smanjuje HRR pamučne tkanine, što ukazuje na smanjeno oslobađanje topline tijekom izgaranja i poboljšana svojstva usporavanja gorenja.

3.3 Gustoća dima
Gustoća dima mjeri količinu dima nastalog tijekom izgaranja. Tablica 2 navodi vrijednosti gustoće dima nekoliko uobičajenih tkanina nakon dodavanja različitih udjela novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika.

Kao što je prikazano u Tablici 2, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika mogu značajno smanjiti gustoću dima tkanina, smanjujući proizvodnju dima tijekom izgaranja i povećavajući sigurnost.

1. Učinkovitost novih fosforno-dušikovih usporivača gorenja u praktičnoj primjeni
   4.1 Vatrootporna obrada tekstila
   Novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika široko se koriste u vatrootpornoj obradi tekstila. Na primjer, u vatrogasnim odijelima, vojnim uniformama, dječjoj odjeći za spavanje i drugim specijalnim tekstilima, dodavanje ovih usporivača može značajno poboljšati otpornost na vatru, osiguravajući sigurnost korisnika.

4.2 Vatrootporna obrada građevinskih materijala
U građevinskim materijalima, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika također se široko primjenjuju. Na primjer, njihovo dodavanje u vatrootporne premaze i vatrootporne ploče može povećati njihove granice otpornosti na vatru, smanjujući rizik od požara.

4.3 Vatrootporna obrada elektroničkih proizvoda
U elektroničkim proizvodima, novi usporivači gorenja na bazi fosfora i dušika koriste se u materijalima kao što su tiskane ploče i kabeli. Njihov dodatak može učinkovito spriječiti požare uzrokovane visokim temperaturama ili kratkim spojevima, štiteći i opremu i korisnike.

1. Napredak istraživanja u zemlji i inozemstvu
   5.1 Napredak domaćih istraživanja
   Domaći istraživači postigli su značajan napredak u proučavanju novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika. Na primjer, sveučilišni istraživački tim razvio je novi organski usporivač gorenja na bazi fosfora i dušika. Ispitivanja na pamučnoj tkanini pokazala su da dodavanje 5% usporivača povećava LOI na preko 30%, uz izvrsnu otpornost na pranje.

5.2 Međunarodni istraživački napredak
Međunarodni istraživači također su postigli važne rezultate. Primjerice, međunarodni tim razvio je novi anorganski usporivač gorenja na bazi fosfora i dušika. Ispitivanja na poliesterskoj tkanini pokazala su da dodavanje 10% usporivača povećava LOI na preko 35%, uz značajno smanjenje gustoće dima.

1. Budući pravci razvoja
   6.1 Multifunkcionalnost
   U budućnosti, jedan od smjerova za nove usporivače gorenja na bazi fosfora i dušika je multifunkcionalnost. Na primjer, razvoj usporivača s dodatnim svojstvima kao što su antibakterijska, protivplijesniva i antistatička svojstva kako bi se zadovoljile različite potrebe primjene.

6.2 Nanotehnologija
Primjena nanotehnologije otvorit će nove mogućnosti za razvoj novih usporivača gorenja na bazi fosfora i dušika. Obrada na nanoskalnim razinama može poboljšati disperziju i stabilnost usporivača, dodatno povećavajući njihovu učinkovitost.

6.3 Pametni retardanti
Pametna funkcionalnost je još jedan važan smjer. Na primjer, razvoj inteligentnih usporivača gorenja koji mogu automatski prilagoditi svoje performanse na temelju temperature okoline kako bi se poboljšala prilagodljivost u praktičnim primjenama.