De impact van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers op de brandwerendheid van stoffen

De impact van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers op de brandwerendheid van stoffen

Met het toenemende veiligheidsbewustzijn worden brandwerende materialen op grote schaal gebruikt in diverse industrieën. Met name in de textielindustrie is de brandwerendheid van stoffen direct gerelateerd aan de veiligheid van mensenlevens en eigendommen. De laatste jaren zijn nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers een hot topic geworden voor onderzoek vanwege hun uitstekende brandvertragende eigenschappen en milieuvriendelijkheid. Dit artikel onderzoekt de impact van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers op de brandwerendheid van stoffen vanuit meerdere perspectieven, waarbij specifieke productparameters en experimentele gegevens worden gecombineerd om hun prestaties in praktische toepassingen te analyseren.

1. Overzicht van fosfor-stikstof vlamvertragers
   1.1 Definitie en classificatie van fosfor-stikstof vlamvertragers
   Fosfor-stikstof vlamvertragers zijn een klasse verbindingen die voornamelijk bestaan ​​uit fosfor en stikstof als vlamvertragende elementen. Op basis van hun chemische structuur kunnen ze worden onderverdeeld in twee hoofdcategorieën: organische fosfor-stikstof vlamvertragers en anorganische fosfor-stikstof vlamvertragers. Organische fosfor-stikstof vlamvertragers omvatten voornamelijk fosfaten, fosforamiden, enz., terwijl anorganische fosfor-stikstof vlamvertragers ammoniumfosfaat, ammoniumpolyfosfaat, enz. omvatten.

1.2 Vlamvertragend mechanisme van fosfor-stikstof vlamvertragers
Het vlamvertragende mechanisme van fosfor-stikstof vlamvertragers omvat voornamelijk de volgende aspecten:
• Vlamvertrager in de gasfase: fosfor-stikstofvlamvertragers ontbinden bij hoge temperaturen en produceren vrije fosfor- en stikstofradicalen. Deze kunnen actieve vrije radicalen tijdens de verbranding opvangen en zo de verbrandingsketenreactie onderbreken.
• Vlamvertrager in gecondenseerde fase: vlamvertragers op basis van fosfor-stikstof vormen tijdens de verbranding een stabiele verkoolde laag, waardoor zuurstof en hitte worden geïsoleerd en de vlamverspreiding wordt voorkomen.
• Synergetisch effect: Fosfor- en stikstofelementen werken synergetisch tijdens het vlamvertragingsproces, waardoor de efficiëntie wordt verbeterd.

1. Kenmerken van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers
   2.1 Milieuvriendelijkheid
   Nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers produceren geen giftige of schadelijke stoffen tijdens de productie en het gebruik en voldoen daarmee aan de milieueisen. Zo wordt ammoniumpolyfosfaat (APP), een veelgebruikte anorganische fosfor-stikstof vlamvertrager, veel gebruikt in de textielindustrie vanwege zijn lage toxiciteit, halogeenvrije en rookvrije eigenschappen.

2.2 Hoge efficiëntie
Nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers bereiken uitstekende vlamvertragende effecten bij lage additievenniveaus. Experimenten tonen aan dat de toevoeging van 5% ammoniumpolyfosfaat de zuurstofindex (LOI) van stoffen kan verhogen van 18% tot meer dan 28%.

2.3 Duurzaamheid
Nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers zijn goed bestand tegen wassen en weersinvloeden. Hun vlamvertragende eigenschappen blijven stabiel, zelfs na meerdere wasbeurten en langdurige blootstelling aan natuurlijke omgevingen.

1. Impact van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers op de brandwerendheid van stoffen
   3.1 Limietzuurstofindex (LOI)
   De zuurstoflimietindex is een belangrijke maatstaf voor het evalueren van de vlamvertragende eigenschappen van materialen. Tabel 1 toont de LOI-waarden van verschillende gangbare stoffen na toevoeging van verschillende verhoudingen van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers.

Zoals weergegeven in Tabel 1 kunnen nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers de LOI-waarden van stoffen aanzienlijk verhogen, waarbij de LOI stijgt naarmate de hoeveelheid additief toeneemt.

3.2 Warmteafgiftesnelheid (HRR)
De warmteafgiftesnelheid meet de snelheid waarmee warmte vrijkomt tijdens verbranding. Figuur 1 toont de HRR-curven van katoenen stof na toevoeging van verschillende verhoudingen van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers.

Uit figuur 1 blijkt dat het toevoegen van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers de HRR van katoenen stoffen aanzienlijk verlaagt. Dit wijst op een lagere warmteafgifte tijdens verbranding en betere vlamvertragende prestaties.

3.3 Rookdichtheid
De rookdichtheid meet de hoeveelheid rook die tijdens verbranding ontstaat. Tabel 2 geeft de rookdichtheidswaarden van verschillende gangbare stoffen weer na toevoeging van verschillende verhoudingen van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers.

Zoals weergegeven in Tabel 2 kunnen nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers de rookdichtheid van stoffen aanzienlijk verminderen. Hierdoor neemt de rookproductie tijdens de verbranding af en wordt de veiligheid vergroot.

1. Prestaties van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers in praktische toepassingen
   4.1 Brandwerende behandeling van textiel
   Nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers worden veel gebruikt bij de brandwerende behandeling van textiel. Bijvoorbeeld in brandweerpakken, militaire uniformen, kindernachtkleding en andere speciale textielsoorten kan de toevoeging van deze vlamvertragers de brandwerendheid aanzienlijk verbeteren en de veiligheid van de gebruiker garanderen.

4.2 Brandwerende behandeling van bouwmaterialen
In bouwmaterialen worden nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers ook veelvuldig toegepast. Zo kan de toevoeging ervan aan brandwerende coatings en brandwerende platen de brandwerendheid verhogen en zo het brandrisico verminderen.

4.3 Brandwerende behandeling van elektronische producten
In elektronische producten worden nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers gebruikt in materialen zoals printplaten en kabels. Deze toevoeging kan effectief branden voorkomen die worden veroorzaakt door hoge temperaturen of kortsluiting, en beschermt zo zowel apparatuur als gebruikers.

1. Onderzoeksvoortgang in binnen- en buitenland
   5.1 Binnenlandse onderzoeksvoortgang
   Binnenlandse onderzoekers hebben aanzienlijke vooruitgang geboekt in het onderzoek naar nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers. Zo ontwikkelde een onderzoeksteam van een universiteit een nieuwe organische fosfor-stikstof vlamvertrager. Tests op katoenen stoffen toonden aan dat de toevoeging van 5% van de vlamvertrager de LOI verhoogde tot meer dan 30%, met een uitstekende wasbestendigheid.

5.2 Internationale onderzoeksvoortgang
Internationale onderzoekers hebben ook belangrijke resultaten behaald. Zo ontwikkelde een internationaal team een ​​nieuwe anorganische fosfor-stikstof vlamvertrager. Tests op polyesterweefsel toonden aan dat de toevoeging van 10% van de vlamvertrager de LOI verhoogde tot meer dan 35%, met een significante vermindering van de rookdichtheid.

1. Toekomstige ontwikkelingsrichtingen
   6.1 Multifunctionaliteit
   In de toekomst ligt de focus op multifunctionaliteit voor nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers. Bijvoorbeeld door vlamvertragers te ontwikkelen met extra eigenschappen zoals antibacteriële, antischimmel- en antistatische eigenschappen om aan uiteenlopende toepassingsbehoeften te voldoen.

6.2 Nanotechnologie
De toepassing van nanotechnologie biedt nieuwe mogelijkheden voor de ontwikkeling van nieuwe fosfor-stikstof vlamvertragers. Nanoschaalverwerking kan de dispersie en stabiliteit van vlamvertragers verbeteren, waardoor hun efficiëntie verder wordt verhoogd.

6.3 Slimme brandvertragers
Slimme functionaliteit is een andere belangrijke richting. Denk bijvoorbeeld aan de ontwikkeling van intelligente vlamvertragers die hun prestaties automatisch kunnen aanpassen aan de omgevingstemperatuur om de toepasbaarheid in praktische toepassingen te verbeteren.