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來源: 發布時間:2020-10-21
美國西部山火持續肆虐,為控制山火,俄勒岡州消防大規模噴灑阻燃劑,整個城鎮染成紅色。同樣,年初澳洲大火蔓延后,新州上空散落起粉紅色的塵霧,遠遠看去,十分夢幻,也是飛機灑落的防火阻燃劑。
當紅色泥漿從平面傾瀉到地面時,飛行員可以看到它落在哪里,這樣它們就不會再次覆蓋同一區域。在過去的幾十年里,空中消防已經變得普遍,雖然它們可以幫助控制火災并限制燃燒面積擴大化,但阻燃劑中的化學物質沖入水中會污染水體并殺死魚類。
沒有引燃就沒有火災
火災,時時刻刻都在發生,所造成的損失越來越嚴重。應急管理部消防救援局發布,今年前9個月,全國共接報火災18萬起,死亡792人,受傷516人。所有的火災產生的第一步就是可燃材料產生的小型火焰蔓延。
因此,阻燃劑所起到的關鍵作用就是阻止材料被引燃及抑制火焰蔓延。如果一種使用阻燃劑處理過的物質起火,那么阻燃劑就會形成碳泡沫,從而阻止火焰進一步入侵。從燃燒的三要素來看,碳泡沫隔絕了氧氣與物質。
阻燃劑是通過若干機理發揮其阻燃作用的,如吸熱作用、覆蓋作用、抑制鏈反應、不燃氣體的窒息作用等。多數阻燃劑是通過若干機理共同作用達到阻燃目的。
同樣的材料,比如窗簾,添加阻燃劑制成,燃燒速率慢并且離開火焰后馬上就熄滅,可以達到一定的防火功效,而未添加阻燃劑很快燃燒并擴大范圍。
阻燃劑雖然不能阻止火災的發生,但是添加阻燃劑的材料能夠延緩已經發生大型燃燒的火災蔓延,為消防贏得時間,避免了無數的生命和財產損失。
阻燃性能測試有哪些?
研究材料阻燃性能參數,可將火劃分為3個階段,即初起階段、全盛階段及衰減階段。所有可燃材料大多是在火災全盛階段燃燒,一般很少有阻燃能力。
考慮到火災從初起到閃燃,阻燃參數包括點燃、火焰傳播、釋熱和閃燃,之后阻燃性能還應包括材料燃燒產生的煙、有毒及腐蝕性產物的危害。
由于阻燃劑的應用全面性,需要做阻燃性能測試的產品很多,阻燃性能的測試方法不一,常用的有水平/垂直燃燒試驗方法、氧指數法。
水平或垂直燃燒試驗方法
測定塑料表面火焰傳播性能,其原理系水平或垂直地夾住試樣的一端,對試樣自由端施加規定的點燃源,測定線性燃燒速率(水平法)或有焰燃燒及無焰燃燒時間(垂直法)等來評價試樣的阻燃性能。
標準規范:UL94, ASTM D635, IEC 60695-11-10, IEC 60707, ISO 1210, ASTM D3801, ASTM D5048, IEC 60695-11-20, ISO 9772, ASTM D4804, ISO 9773, ASTM D4986, ASTM D5025, ASTM D 5207, ISO 10093, ISO 103351, GB/T 2408, GB/T 5169.17, GB/T 8332
氧指數法
測試主要采用氧指數儀,將試樣垂直地固定在燃燒筒中,使氧、氮混合氣流由下向上流過,點燃試樣頂端,觀察試樣的燃燒情況。在不同氧濃度中試驗一組試樣,以測定剛好維持試樣平穩燃燒時的最低氧濃度。
標準規范:ISO 4589-2, ASTM D 2863, NES 714, GB/T 2406, GB/T 5454
有毒阻燃劑?
雖然阻燃劑在減少火災損失方面貢獻極大,但是研究發現某些阻燃劑釋放出的物質對人體健康一樣產生威脅。
添加阻燃成分的家居用品會逐漸釋放出有毒化學物質,尤其是家具有破裂時,有毒物質會“噴射”出來,融人灰塵里或被人吸進肺中,早期杜克大學研究指出兩種有害阻燃劑,已被各國限制使用。
一種是三羥甲基氨基甲烷,這是一種含氯的致癌阻燃劑,由于其潛在的健康風險,早在1977年就已被嚴禁用于嬰幼兒衣物,但其在沙發等家居用品上仍沒具體規定;
另一種是五溴聯苯醚,大量研究證明,溴系阻燃劑可以滲人環境中,并隨著時間推移在活生物體內累積,可破壞內分泌活動,影響甲狀腺功能調節甚至大腦發育。尤其是孕婦如果過量接觸,會直接導致新生嬰兒出生體重過低、智商偏低及行為能力受損。
2019年12月5日,歐盟發布法規(EU) 2019/2021,制定了歐盟能源相關產品生態設計指令(ErP指令,2009/125/EC)中有關電子顯示器的生態設計要求,禁止在電子顯示器的外殼和支架中使用鹵系阻燃劑。
被證明有風險的阻燃劑不斷被淘汰,新型阻燃劑迭代,而判斷是否對人體產生風險需要多年的研究來收集信息。
盡管阻燃劑的安全性飽受爭議,有提議盡量減少某些產品阻燃劑的使用,但是作為一種重要的助劑,阻燃劑幾乎被應用于生活的方方面面,總用量不斷增長,在各類塑料助劑中僅次于增塑劑,近幾年,電線電纜、家用電器、汽車和節能燈為阻燃劑改性塑料主要的應用領域。