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

　　2．阻燃

　　高分子材料已廣泛應用到工業(yè)、民用和建筑等各個領域。由于這些材料大部分由碳氫元素組成并且易燃，具有潛在的火災危險性。采用高分子材料阻燃化技術可以克服或降低高分子材料的可燃性，減少火災的發(fā)生及蔓延。

　　高分子材料阻燃化技術主要通過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型兩種。

　　（1）添加型阻燃劑可分為有機和無機阻燃劑，它們和樹脂進行機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)點是使用方便、適應面廣，但對聚合物的使用性能有較大的影響。

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

　　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。

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

　　人們對阻燃劑及阻燃材料需求量增大的同時，對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)阻燃劑不能同時滿足上述這些性能要求，往往是增加阻燃性能的同時影響材料的其他性能。因此，綜合性能優(yōu)化的阻燃技術是將阻燃性能、物理性能和應用性相互和諧統(tǒng)一，滿足材料的使用要求及減少火災風險。

　　目前廣泛使用的含鹵材料具有優(yōu)良的阻燃性。但是當火災發(fā)生時，由于這些材料的分解和燃燒時會產(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，腐蝕儀器和設備，造成“二次災害”。

　　針對含鹵體系阻燃材料燃燒時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合材料和無鹵復合阻燃劑主要從納米尺寸和分子水平上考慮材料的設計，有利于提高材料的物理力學性能、阻燃性能，并降低阻燃材料的成本和減少潛在的對人和環(huán)境的污染和危害，其符合阻燃材料研究領域向著無鹵、低毒、環(huán)保型方向發(fā)展，符合國家科學技術發(fā)展方向。其主要特點如下：

　　1）從分子設計角度出發(fā)，通過合適的方法制各聚合物納米復合材料，提高材料的物理力學性能，滿足價格低廉、綠色環(huán)保等要求；

　　2）選擇具有合適的化合物對層狀無機物進行修飾，有利于聚合物及單體與層狀無機物形成納米復合微結構，增加材料的阻燃性能；

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

　　4）無鹵體系減少了材料在燃燒過程中的毒性和“二次危害”，有可能避免目前火災發(fā)生時的群死群傷現(xiàn)象，從而保護人們的生命和財產(chǎn)安全。

　?。┑湫突馂牡陌l(fā)展規(guī)律

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

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

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

　　（3）最盛期的火災燃燒方式是通風控制火災，火勢的大小由建筑物的通風情況決定；

　?。?）熄滅期是火災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、通風等條件的不同，建筑火災有可能達不到最盛期，而是緩慢發(fā)展后就熄滅了。

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