阻燃剂 灭火器，阻燃剂灭火器类比

阻燃剂是使可燃聚合物阻燃的功能性添加剂。它们主要是为了高分子材料阻燃的目的而设计的，根据使用方法的不同，种类也很多。有添加型阻燃剂和反应型阻燃剂。阻燃剂。

添加型阻燃剂通过机械混合的方法添加到聚合物中，使聚合物具有阻燃性。目前，添加型阻燃剂主要包括有机阻燃剂和无机阻燃剂，以及卤素阻燃剂（有机阻燃剂、氯化物和有机溴化物）和阻燃剂。 -卤化。典型的有机阻燃剂有溴、磷氮、氮、红磷及其化合物，而无机阻燃剂主要有三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝、硅等。实例包括阻燃型。

反应型阻燃剂作为单体参与聚合反应，因此聚合物本身就含有阻燃成分，其优点是对高分子材料的性能影响较小，能长期保持阻燃性能。

能增加高分子材料阻燃性的物质，主要用于塑料、橡胶、纤维等高分子材料，大多数材料都是可燃的。特别是塑料应用于交通、建筑、电气设备、航空、航天等领域时，迫切需要解决阻燃问题。阻燃剂的使用一般应满足以下条件：不应降低高分子材料的物理性能，如耐热性、机械强度、电性能，分解温度不应过高，但又不宜在加工温度下使用。不能分解，分解温度不能太高。耐久性好、耐候性好、价格便宜。

一般来说，有机阻燃剂具有良好的亲和力，而在塑料中，溴系阻燃剂相对于有机阻燃剂具有绝对的优势，尽管它们经常因环境问题而受到诟病，但其他阻燃剂却很难用其他体系取代它。

在无卤阻燃剂中，红磷具有添加量小、阻燃效果高、低烟、低毒、用途广泛等优点，是一种无机石墨阻燃剂。通过将这些阻燃剂组合生产磷/镁、磷/铝、磷/石墨等无卤阻燃剂，可以显着减少阻燃剂的用量，并且加工性能、物理机械性能可以改善物理特性。它是一种塑料制品。但普通红磷在空气中易氧化、吸湿引起粉尘爆炸、运输困难、与高分子材料相容性差等限制了其应用范围。为了弥补这一缺点，可以使用微胶囊包衣工艺对红磷进行微胶囊化。微胶囊化红磷除了克服了红磷的固有缺点外，效率更高，产生的烟雾更少，加工过程中不产生有毒气体，并且具有优异的分散性、物理机械性能、热稳定性和阻燃性。

阻燃科学技术是为了满足社会安全生产、生活需要，预防火灾，保护人民生命财产安全而发展起来的一门科学。阻燃剂是阻燃技术的实际应用，是用于改善可燃、可燃材料燃烧性能的特种化学添加剂，用于各类装饰材料的阻燃处理，用途广泛。经过阻燃剂处理的材料在受到外界火源攻击时，可以有效阻止、延缓或阻止火焰的蔓延，从而提供阻燃效果。

阻燃剂分为两类：物理共混添加型阻燃剂和化学键反应型阻燃剂。对阻燃剂物理性能的基本要求是：（1）与塑料、合成纤维有良好的相容性；（2）不改变材料原有的优良性能；（3）少量添加效果大；（ 4) 在加工温度下不分解 毒性低。燃烧时不产生有毒气体，成本低。有许多物质可以用作阻燃剂，例如烷基磷酸酯。磷酸三丁酯、磷酸三(2-乙基己基)酯、磷酸三(2-氯乙基)酯、磷酸三(2,3-二氯丙基)酯、磷酸三(2,3-二溴丙基)酯、Pyrol99等；磷酸芳基酯：甲苯-磷酸二苯酯、磷酸三甲苯酯、磷酸三苯酯、(2-乙基己基)磷酸二苯酯等双环戊二烯：无水氯丹等脂肪族卤代烃，特别是溴化物：二溴甲烷、三氯溴甲烷、二氯溴甲烷和八溴二苯醚、五溴乙苯、四溴双酚A等芳香族溴化物和其他卤代化合物。此外还有磷酸三(二溴丙酯)、卤代环己烷及其衍生物、十溴二苯醚及其衍生物。无机阻燃剂包括碲化合物、氢氧化铝、氢氧化镁和硼酸盐。有机氮系阻燃剂，如三嗪及其衍生物、三聚氰胺等单独使用时效果并不理想，但与磷系阻燃剂配合使用时可产生协同效应。此类复合阻燃剂有两种类型：复合阻燃剂（将两种阻燃剂机械混合）和复合阻燃剂（同时含有氮和磷）。前者是由三聚氰胺和聚磷酸盐组成的阻燃剂，后者是由尿素、双氰胺和磷酸盐组成的阻燃剂，后者是三聚氰胺盐如季戊四醇磷酸盐、环磷酰胺聚合物等。

阻燃剂的作用机理相对复杂，尚未完全了解。一般认为，卤素化合物受热分解，分解的卤素离子与高分子化合物反应生成卤化氢。后者与活性羟基自由基（H2O）发生反应，在高分子化合物的燃烧过程中，活性羟基自由基大量增殖，导致浓度下降，燃烧速度减慢，直至火被扑灭。卤素中，溴的阻燃效果比氯大。含磷阻燃剂的作用是燃烧时产生偏磷酸，偏磷酸聚合成非常稳定的聚合物状态，成为塑料阻隔氧气的保护层。

阻燃剂通过多种机制发挥阻燃作用，包括吸热效应、涂层效应、抑制链式反应以及不可燃气体窒息效应等。大多数阻燃剂都有多种机制共同作用来实现其阻燃目标。

1、吸热作用

燃烧短时间内放出的热量是有限的，如果能在短时间内吸收火源放出的部分热量，火焰的温度就会降低，并辐射到燃烧表面并作用就气化了气体。做。将可燃分子分解成自由基所需的热量减少，燃烧反应在一定程度上受到抑制。在高温条件下，阻燃剂会发生强烈的吸热反应，吸收部分燃烧放出的热量，降低可燃材料的表面温度，有效抑制可燃气体的产生，减少燃烧过程，防止膨胀。 Al(OH)3阻燃剂的阻燃机理是增加聚合物的热容量，使其在达到热解温度之前吸收更多的热量，提高其阻燃性能。这类阻燃剂通过与水蒸气结合吸收大量的热量，提高其自身的阻燃性能。

2.遮盖效果

当阻燃剂添加到可燃材料中时，在高温下形成玻璃状或稳定的泡沫涂层，阻隔氧气，具有隔热、阻隔氧气、阻止可燃气体向外泄漏的功能，从而实现可燃性。目的。例如，加热有机磷阻燃剂可以产生具有更稳定结构的交联固体材料或炭层。炭层的形成一方面可以阻止聚合物的进一步热分解，另一方面可以阻止炭层中的热解产物进入气相并参与燃烧过程。

3.抑制连锁反应

根据燃烧的链式反应理论，维持燃烧需要自由基。阻燃剂作用于气相燃烧区，清除燃烧反应过程中的自由基，从而阻止火焰蔓延并降低燃烧区内的火焰密度，最终减慢燃烧直至燃烧终止，减慢反应速率。例如，卤系阻燃剂的蒸发温度与聚合物的分解温度相同或接近，当聚合物因热分解时，阻燃剂也同时挥发。此时，含卤阻燃剂和热解产物同时存在于气相燃烧区，卤素可以清除燃烧反应中的自由基，阻碍燃烧链式反应。

4. 不可燃气体造成的窒息作用

阻燃剂受热时分解成不可燃气体，将可燃材料分解的可燃气体浓度稀释至可燃下限以下。同时具有稀释燃烧区氧气浓度、防止继续燃烧、提供阻燃效果的作用。

20世纪50年代初以来的60多年来，特别是20世纪80年代初以来的近30年里，阻燃剂（FR）和阻燃高分子材料在减少火灾造成的生命和财产损失方面发挥了重要作用。目前，全球阻燃剂的使用总量在各类塑料添加剂中位居增塑剂之后的第二位。

随着国家对阻燃技术要求的加强，我国阻燃剂的开发和发展将会有更好更广阔的前景。我国阻燃剂在种类和数量上与发达国家不同，发展前景广阔。应提高开发创新能力，推动环保、低毒、高效的阻燃剂产业。多功能性，发展方向。 [2]

阻燃剂行业是一个法规驱动的行业，也是一个具有全球竞争力的行业，因此国内外相关法律法规的不断出台和逐步完善将影响阻燃剂行业的整体格局。企业提供发展机会。日本“十二五”规划将阻燃材料列为优先发展产业，并成立了绿色阻燃产业技术创新战略联盟，为阻燃材料产业的发展提供了政策基础。

经过20世纪80年代初的蓬勃发展，阻燃剂的生产和应用进入了稳步发展阶段。随着我国合成材料工业的发展和应用领域的不断扩大，阻燃剂广泛应用于化学建材、电子设备、交通运输、航空航天、日用家具、室内装饰、食品、服装、住宅、等等。有市场前景。和交通。此外，在日本，阻燃剂和灭火剂的生产在煤田、油田、森林消防等领域正在迅速发展。我国阻燃剂已发展成为仅次于增塑剂的第二大高分子材料改性添加剂。近年来，日本阻燃剂的生产和消费形势不断发展，国内阻燃剂消费量快速增长，市场份额扩大主要来自电子设备市场和汽车市场两个方面。

国内阻燃剂的种类和消费量仍以有机阻燃剂为主，无机阻燃剂的产量和消费量仍较小，但发展势头良好，市场潜力较大。卤系阻燃剂是最常用的阻燃剂，与其他阻燃剂系列相比具有无可比拟的性能，但对环境和人体的危害也不容忽视。环保问题已成为添加剂开发和应用企业关注的焦点，因此国内外企业都在调整阻燃剂的产品结构，加大高效环保阻燃剂的开发。无卤、低烟、低毒阻燃剂一直是人们追求的目标，人们在无卤阻燃剂的开发上表现出了极大的热情，投入了大量的努力，取得了可观的成果。结果。

对于我国来说，迫切需要开发低烟、无毒的无机阻燃剂。氢氧化镁作为无卤环保阻燃剂预计将有广泛的应用前景，行业应加强技术攻关力度，降低生产成本和产品价格。

1、棉织物的阻燃处理

棉织物的阻燃加工发展迅速，目前在国内已较为成熟。阻燃剂基本可以工业化，纯棉可以进行持久阻燃处理。一般有三种方法。

A。 Provane/氨熏蒸工艺，Provane法最先由英国Wilson公司应用于工业化生产，传统的Provane法是用阻燃剂THPC（四羟甲基氯化铵）包装后进行烘烤的过程，采用的方法是Provane/氨熏蒸工艺。工艺流程为浸轧、阻燃处理干燥氨熏蒸氧化水洗干燥。在中国，北京光华、江阴纺织厂、鞍山棉纺织厂等引进国外补贴和设备进行生产。该工艺被公认为具有优异的阻燃效果、织物强度损失最小、对质地影响最小。但由于设备问题，其广泛使用受到限制。

B Pyrovatex CP 整理工艺。国内上海农药厂、常州化工研究院、天津复合材料研究所、华东理工大学、青岛纺织服装研究院等单位均在生产该助剂。它具有优异的阻燃性和耐用性，可以承受50次家庭洗涤，有些情况甚至可以超过200次，触感良好，但强度会略有下降。国内使用该类阻燃剂的厂家有2030家。

纯棉临时和半持久阻燃处理—— 电热毯、墙布、沙发布等织物可进行临时或半持久阻燃处理，无需长时间阻燃洗涤即可应用。这意味着它可以承受1-15 次热水洗涤，但不能承受肥皂洗涤。主要方法有硼砂-硼酸法、磷酸氢二铵法、磷胺法、双氰胺法等。上述工艺在纯棉织物的工业生产中很少采用。青岛大学纺织服装学院的SFR-203是一种半耐久性阻燃剂。

2.毛织物的阻燃处理

羊毛由于吸湿率高、氨含量高，具有良好的天然阻燃性能，但当要求更高标准时，需要进行阻燃处理。早期对羊毛的阻燃处理采用硼砂和硼酸溶液浸渍，并用作飞机的装饰织物。这种方法虽然阻燃效果极佳，但不耐水洗。 20世纪60年代以来，开始采用耐洗性优异的THPC加工，但工艺复杂，质地粗糙，降低了羊毛织物的品质。国际羊毛秘书处研究的方法使用钛、锆和羟基酸的复合物来整理羊毛织物，并被广泛使用，因为它提供了足够的阻燃效果，同时又不牺牲羊毛的质地。主要有钛、锆、钨等金属复合饰面。 20世纪80年代末以来，国内多家企业研究开发了羊毛阻燃剂及后整理加工，并取得了令人满意的效果。天津合成材料研究所开发了WFR-866系列复合阻燃剂。一种是WFR-866F（以氟络合物为主要成分），另一种是WFR-866B（以含溴羟基酸为主要成分）。 ））。天津仁利毛纺厂、北京毛纺厂、北京毛纺厂均使用鲁阻燃剂处理其细毛产品。青岛大学纺织服装学院开发了SFW系列羊毛阻燃剂，并与济宁毛纺厂、潍坊第二毛纺厂合作开发纯羊毛阻燃产品，产品阻燃性能达到标准值. 达到或超过它。达到国内外同类产品水平。

纯毛阻燃面料主要用于飞机机舱、豪华酒店的地毯、窗帘、墙布等。

3、涤纶面料的阻燃处理

聚酯纤维的阻燃加工迄今为止，尚未找到合适的理想阻燃剂。三磷酸（2,3-二溴丙基）（TDBPP）对聚酯的阻燃性有一定影响，但有致癌作用。美国美孚化学公司推出Antiblaze19T阻燃剂，高效低毒，适用于100%涤纶织物。国内常州化工研究院生产的FRC-1是同类产品，常州和上海工厂均使用该阻燃剂生产纯涤纶针织品。此外，还研究了含有溴和锑化合物（例如十溴二苯醚、六溴环十二烷、三氧化二锑和五氧化二锑）的整理剂，并在工作液中添加了粘合剂以减少阻力和燃料与织物的结合。

但一般来说，整理后织物的阻燃性能在可接受范围内，但织物手感硬、起霜、变色，整理液稳定性差。其主要原因是阻燃剂粒径大，容易聚集，对纤维的吸附性差。据国外报道，粒径为1520纳米时，阻燃效果会好3倍，质地更柔软，耐洗涤性更好。国内研究涤纶面料的有常州化工研究院、常州针织厂、常熟横机厂、辽宁经编厂、中国纺织大学、清大大学纺织服装学院、石家庄纺织经编厂等。

阻燃剂主要应用于交通运输、电子电气设备、家具、建材等领域。添加阻燃剂并不能使材料完全防火，但它仍然可以减少火灾的发生，并为火灾中的人员赢得宝贵的疏散时间。在火灾空间中，可燃气体和热量的积聚会引起“闪络”现象，即多种可燃材料在1-2 秒内同时点燃。随着阻燃剂的出现，这种情况可以有效避免。例如，如果带有塑料外壳的阴极射线管电视机不阻燃，发生火灾时疏散时间不到两分钟。在阻燃剂的帮助下，疏散时间会更长。可能会延长至30分钟或更长时间。

阻燃剂在消防安全中的作用已得到证实。欧盟委员会估计，过去十年中阻燃剂的使用使欧洲的火灾死亡人数减少了20%。据英国政府进行的2009年Greenstreet Burman调查显示，自《家具与室内陈设消防安全法规》颁布以来，2002年至2007年间，火灾死亡人数平均每年减少54人，火灾死亡人数平均每年减少54人。非致命烧伤平均每年减少54 人，病例平均每年减少780 人。火灾事故数量平均每年减少1065起，家具的防火也离不开阻燃剂。

2018年，美国发生多起森林火灾。尽管美国拥有世界上最完善的山火应对机制和灭火设备，但能够同时扑灭多少火灾仍然存在限制。目前美国西部的消防工作可以说无异于战争。所有先进设备都被用于扑救，包括世界上最大的灭火器型号——、一架波音747“超级加油机”（长荣747超级加油机）。 ）。

图片：一架波音747 超级灭火器在飞越加州野火时滴下阻燃剂。

发生森林火灾时，一旦大规模燃烧，人工无法扑灭，所以与其试图扑灭火灾，不如迅速砍伐尚未着火的树木，深入挖掘火源。防火层。防止火势蔓延到森林地区其他部分的沟渠。

美国出动了包括波音747超级灭火机在内的各种消防飞机，但这些飞机能够将水直接泵送到火点来扑灭森林火灾，因为对于森林火灾来说，水的多少并不重要。我不会带它。这架飞机携带粉色阻燃剂，并将其扔到火场周围以形成化学防火带。

照片：一辆汽车用波音747 灭火器喷洒粉红色阻燃剂。

波音747 上的超级灭火器归美国长荣国际公司所有。

这款超级灭火器是世界上最大的灭火器，灭火和阻燃能力高达20,000 美加仑（约76,000 升）。除了能力之外，747超级灭火器还能够进行高空空投、执行夜间任务、进行跨洋飞行等，使其在执行任务时的安全性和机动性方面都比传统灭火器要好得多。

图片：波音747 超级灭火器喷洒灭火液。

这款超级灭火器配备了特殊的水箱和加压系统，可以选择将多个储罐中的灭火液加压，然后从腹部后部的四个喷嘴喷射的方式。根据火灾情况，液体可以以高压水柱的形式滴落，也可以降低液体的初速度，像雨一样落在火场上。

图片：波音747 超级灭火器内的储罐。

照片：波音747 超级灭火器机腹的水喷嘴。

这次，灭火器喷出的不是水，而是由85%的水和15%的化学品组成的亮粉色化学混合物，喷雾中所含的磷酸铵成分粘附在植物表面，使其能够有效地扑灭火灾。目的是防止木材和其他可燃材料着火。

阻燃剂的喷洒导致山区和周边城镇的上空下起了“粉红雨”，很多汽车和房屋也被染成了粉红色！

图片：用阻燃剂漆成粉红色的房子。

这些巨大的粉红色化学防火带在卫星地图上清晰可见，有效阻止了火势的蔓延。至于火灾现场的情况，只能等待火灾现场所有能燃烧的东西自然燃烧消失！

图片：卫星图像上的阻燃防火带。

不过，今年的山火火点多，燃烧面积广，仅仅两个超级灭火器是不够的，美国正在动用几乎所有类型的大中型灭火器来不断清理火灾现场。来回。添加阻燃剂。

这些照片也展示了美国航空强大的消防能力和通用航空的快速发展。