L'impacte dels nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen en la resistència al foc dels teixits

L'impacte dels nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen en la resistència al foc dels teixits

Amb la creixent consciència sobre la seguretat, els materials resistents al foc s'utilitzen àmpliament en diverses indústries. Particularment en la indústria tèxtil, la resistència al foc dels teixits està directament relacionada amb la seguretat de les vides i els béns. En els darrers anys, els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen s'han convertit en un tema candent de recerca a causa de les seves excel·lents propietats ignífugues i el seu respecte pel medi ambient. Aquest article explora l'impacte dels nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen en la resistència al foc dels teixits des de múltiples perspectives, combinant paràmetres específics del producte i dades experimentals per analitzar el seu rendiment en aplicacions pràctiques.

1. Visió general dels retardants de flama de fòsfor-nitrogen
   1.1 Definició i classificació dels retardants de flama de fòsfor-nitrogen
   Els ignífugs de fòsfor-nitrogen són una classe de compostos compostos principalment de fòsfor i nitrogen com a elements ignífugs. Segons la seva estructura química, es poden dividir en dues categories principals: ignífugs orgànics de fòsfor-nitrogen i ignífugs inorgànics de fòsfor-nitrogen. Els ignífugs orgànics de fòsfor-nitrogen inclouen principalment fosfats, fosforamides, etc., mentre que els ignífugs inorgànics de fòsfor-nitrogen inclouen fosfat d'amoni, polifosfat d'amoni, etc.

1.2 Mecanisme ignífug dels ignífugs de fòsfor-nitrogen
El mecanisme ignífug dels ignífugs de fòsfor-nitrogen inclou principalment els aspectes següents:
• Retardant de flama en fase gasosa: els retardants de flama de fòsfor-nitrogen es descomponen a altes temperatures per produir radicals lliures de fòsfor i nitrogen, que poden capturar radicals lliures actius durant la combustió, interrompent així la reacció en cadena de combustió.
• Retardant de flama en fase condensada: els retardants de flama de fòsfor-nitrogen formen una capa de carboni estable durant la combustió, aïllant l'oxigen i la calor i evitant la propagació de la flama.
• Efecte sinèrgic: els elements de fòsfor i nitrogen treballen sinèrgicament durant el procés ignífug, millorant l'eficiència.

1. Característiques dels nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen
   2.1 Respecte al medi ambient
   Els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen no produeixen substàncies tòxiques ni nocives durant la producció i l'ús, complint els requisits mediambientals. Per exemple, el polifosfat d'amoni (APP), un retardant de flama inorgànic de fòsfor-nitrogen comú, s'utilitza àmpliament en la indústria tèxtil a causa de la seva baixa toxicitat, propietats lliures d'halògens i sense fum.

2.2 Alta eficiència
Els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen aconsegueixen excel·lents efectes ignífugs a baixos nivells d'additius. Els experiments mostren que afegir un 5% de polifosfat d'amoni pot augmentar l'índex límit d'oxigen (LOI) dels teixits del 18% a més del 28%.

2.3 Durabilitat
Els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen presenten una bona resistència al rentat i a la intempèrie. El seu rendiment ignífug es manté estable fins i tot després de múltiples rentats i una exposició prolongada a entorns naturals.

1. Impacte dels nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen en la resistència al foc dels teixits
   3.1 Índex límit d'oxigen (LOI)
   L'índex límit d'oxigen és una mètrica important per avaluar el rendiment ignífug dels materials. La taula 1 enumera els valors LOI de diversos teixits comuns després d'afegir diferents proporcions de nous ignífugs de fòsfor-nitrogen.

Com es mostra a la Taula 1, els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen poden augmentar significativament els valors de LOI dels teixits, i el LOI augmenta a mesura que augmenta la quantitat d'additiu.

3.2 Taxa d'alliberament de calor (HRR)
La taxa d'alliberament de calor mesura la velocitat a la qual s'allibera calor durant la combustió. La figura 1 mostra les corbes HRR del teixit de cotó després d'afegir diferents proporcions de nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen.

A la Figura 1, es pot observar que l'addició de nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen redueix significativament la HRR del teixit de cotó, cosa que indica una disminució de l'alliberament de calor durant la combustió i un millor rendiment ignífug.

3.3 Densitat del fum
La densitat del fum mesura la quantitat de fum produïda durant la combustió. La taula 2 enumera els valors de densitat del fum de diversos teixits comuns després d'afegir diferents proporcions de nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen.

Com es mostra a la Taula 2, els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen poden reduir significativament la densitat del fum dels teixits, disminuint la producció de fum durant la combustió i millorant la seguretat.

1. Rendiment dels nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen en aplicacions pràctiques
   4.1 Tractament ignífug de tèxtils
   Els nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen s'utilitzen àmpliament en el tractament ignífug de tèxtils. Per exemple, en vestits d'extinció d'incendis, uniformes militars, roba de dormir infantil i altres tèxtils especials, l'addició d'aquests retardants pot millorar significativament la resistència al foc, garantint la seguretat de l'usuari.

4.2 Tractament ignífug de materials de construcció
En materials de construcció, els nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen també s'apliquen àmpliament. Per exemple, afegir-los a recobriments i taulers ignífugs pot augmentar els seus límits de resistència al foc, reduint el risc d'incendis.

4.3 Tractament ignífug de productes electrònics
En productes electrònics, s'utilitzen nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen en materials com ara plaques de circuits i cables. La seva addició pot prevenir eficaçment incendis causats per altes temperatures o curtcircuits, protegint tant els equips com els usuaris.

1. Progrés de la recerca a casa i a l'estranger
   5.1 Progrés de la recerca nacional
   Investigadors nacionals han fet avenços significatius en l'estudi de nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen. Per exemple, un equip de recerca universitari va desenvolupar un nou retardant de flama orgànic de fòsfor i nitrogen. Les proves en teixits de cotó van mostrar que afegir un 5% del retardant augmentava la LOI a més del 30%, amb una excel·lent resistència al rentat.

5.2 Progrés internacional en la recerca
Investigadors internacionals també han aconseguit resultats importants. Per exemple, un equip internacional va desenvolupar un nou retardant de flama inorgànic de fòsfor i nitrogen. Les proves en teixit de polièster van demostrar que afegir un 10% del retardant augmentava la LOI a més del 35%, amb una reducció significativa de la densitat del fum.

1. Direccions de desenvolupament futur
   6.1 Multifuncionalitat
   En el futur, una direcció per als nous retardants de flama de fòsfor-nitrogen és la multifuncionalitat. Per exemple, desenvolupar retardants amb propietats addicionals com ara capacitats antibacterianes, antifloridura i antiestàtiques per satisfer diverses necessitats d'aplicació.

6.2 Nanotecnologia
L'aplicació de la nanotecnologia oferirà noves oportunitats per al desenvolupament de nous retardants de flama de fòsfor i nitrogen. El processament a nanoescala pot millorar la dispersió i l'estabilitat dels retardants, augmentant encara més la seva eficiència.

6.3 Retardants intel·ligents
La funcionalitat intel·ligent és una altra direcció important. Per exemple, desenvolupar retardants de flama intel·ligents que puguin ajustar automàticament el seu rendiment en funció de la temperatura ambiental per millorar l'adaptabilitat en aplicacions pràctiques.