2015年安全工程師《生產(chǎn)技術(shù)》：火災(zāi)的發(fā)展規(guī)律

　　2．阻燃

　　高分子材料已廣泛應(yīng)用到工業(yè)、民用和建筑等各個(gè)領(lǐng)域。由于這些材料大部分由碳?xì)湓亟M成并且易燃，具有潛在的火災(zāi)危險(xiǎn)性。采用高分子材料阻燃化技術(shù)可以克服或降低高分子材料的可燃性，減少火災(zāi)的發(fā)生及蔓延。

　　高分子材料阻燃化技術(shù)主要通過(guò)阻燃劑使聚合物不易著火，如果著火也使其燃燒速度變慢。阻燃劑按其使用方法分為添加型和反應(yīng)型兩種。

　?。?）添加型阻燃劑可分為有機(jī)和無(wú)機(jī)阻燃劑，它們和樹脂進(jìn)行機(jī)械混合后賦予樹脂一定的阻燃性能，主要用于聚烯烴、聚氯乙烯、聚苯乙烯等樹脂中。它的優(yōu)點(diǎn)是使用方便、適應(yīng)面廣，但對(duì)聚合物的使用性能有較大的影響。

　　（2）反應(yīng)型阻燃劑作為一種反應(yīng)單體參加反應(yīng)，使聚合物本身含有阻燃成分。多用于縮聚反應(yīng)，如聚氨酯、不飽和聚酯、環(huán)氧樹脂、聚碳酸酯等。反應(yīng)型阻燃劑具有賦予組成物或聚合物永久阻燃性的優(yōu)點(diǎn)。

　　阻燃劑大多數(shù)是元素周期表中的第VA、ⅦA和ⅢA族元索的化合物。如第VA族的氮、磷、砷、銻和鉍的化合物，第ⅦA族的氯和溴的化合物以及第ⅢA族的硼、鋁的化合物。此外硅、鎂和鉬的化合物也可作阻燃劑使用。其中最常用和最重要的是磷、氯、溴、銻和鋁的化合物。

　　理想的阻燃劑應(yīng)當(dāng)是無(wú)色，易于加入聚合物或組成物中，與其他組分相容性好，對(duì)熱和光的反應(yīng)穩(wěn)定，且具有良好的阻燃性和非遷移性，對(duì)聚合物的物理性能沒(méi)有明顯的不利影響。另一方面，阻燃劑本身的毒性較小，當(dāng)加入到聚合物后不增加材料燃燒過(guò)程中的毒性。

　　人們對(duì)阻燃劑及阻燃材料需求量增大的同時(shí)，對(duì)阻燃劑及阻燃材料的性能要求也更加多面化。到目前為止，絕大多數(shù)阻燃劑不能同時(shí)滿足上述這些性能要求，往往是增加阻燃性能的同時(shí)影響材料的其他性能。因此，綜合性能優(yōu)化的阻燃技術(shù)是將阻燃性能、物理性能和應(yīng)用性相互和諧統(tǒng)一，滿足材料的使用要求及減少火災(zāi)風(fēng)險(xiǎn)。

　　目前廣泛使用的含鹵材料具有優(yōu)良的阻燃性。但是當(dāng)火災(zāi)發(fā)生時(shí)，由于這些材料的分解和燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧，其主要起阻燃的鹵化氫是有毒、有腐蝕性的氣體，從而妨礙救火和人員的疏散，腐蝕儀器和設(shè)備，造成“二次災(zāi)害”。

　　針對(duì)含鹵體系阻燃材料燃燒時(shí)釋放大量的煙氣和有毒且具腐蝕性的氣體及“二次危害”，清潔阻燃聚合物納米復(fù)合材料和無(wú)鹵復(fù)合阻燃劑主要從納米尺寸和分子水平上考慮材料的設(shè)計(jì)，有利于提高材料的物理力學(xué)性能、阻燃性能，并降低阻燃材料的成本和減少潛在的對(duì)人和環(huán)境的污染和危害，其符合阻燃材料研究領(lǐng)域向著無(wú)鹵、低毒、環(huán)保型方向發(fā)展，符合國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展方向。其主要特點(diǎn)如下：

　　1）從分子設(shè)計(jì)角度出發(fā)，通過(guò)合適的方法制各聚合物納米復(fù)合材料，提高材料的物理力學(xué)性能，滿足價(jià)格低廉、綠色環(huán)保等要求；

　　2）選擇具有合適的化合物對(duì)層狀無(wú)機(jī)物進(jìn)行修飾，有利于聚合物及單體與層狀無(wú)機(jī)物形成納米復(fù)合微結(jié)構(gòu)，增加材料的阻燃性能；

　　3）制備含磷、氮等元素的新型潔凈復(fù)合阻燃劑和復(fù)合膨脹阻燃基料，有利于提高材料的阻燃性能；

　　4）無(wú)鹵體系減少了材料在燃燒過(guò)程中的毒性和“二次危害”，有可能避免目前火災(zāi)發(fā)生時(shí)的群死群傷現(xiàn)象，從而保護(hù)人們的生命和財(cái)產(chǎn)安全。

　　（六）典型火災(zāi)的發(fā)展規(guī)律

　　建筑火災(zāi)的發(fā)展分為初起期、發(fā)展期、最盛期、減弱期和熄滅期。

　?。?）初起期是火災(zāi)開始發(fā)生的階段，這一階段可燃物的熱解過(guò)程至關(guān)重要，主要特征是冒煙、陰燃；

　?。?）發(fā)展期是火勢(shì)由小到大發(fā)展的階段，一般采用T平方特征火災(zāi)模型來(lái)簡(jiǎn)化描述該階段非穩(wěn)態(tài)火災(zāi)熱釋放速率隨時(shí)間的變化，即假定火災(zāi)熱釋放速率與時(shí)間的平方成正比，轟燃就發(fā)生在這一階段；

　?。?）最盛期的火災(zāi)燃燒方式是通風(fēng)控制火災(zāi)，火勢(shì)的大小由建筑物的通風(fēng)情況決定；

　?。?）熄滅期是火災(zāi)由最盛期開始消減直至熄滅的階段，熄滅的原因可以是燃料不足、滅火系統(tǒng)的作用等。

　　由于建筑物可燃物、通風(fēng)等條件的不同，建筑火災(zāi)有可能達(dá)不到最盛期，而是緩慢發(fā)展后就熄滅了。

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