阻燃劑：看不見(jiàn)的安全衛(wèi)士

發(fā)布時(shí)間：2019-08-23 08-23 11:44 作者：康阜新材料

盛夏來(lái)臨，酷暑高溫，電子電器產(chǎn)品容易引發(fā)火災(zāi)，房間中大量的木質(zhì)家具、塑料裝飾材料、紡織品等也都是易燃的物件。如果缺少了阻燃劑的保護(hù)，火災(zāi)隱患將無(wú)處不在。

但對(duì)大多數(shù)人來(lái)說(shuō)，“阻燃劑到底是什么”并不被他們關(guān)心。因?yàn)槿藗兤綍r(shí)根本看不見(jiàn)它，也無(wú)從知曉它的存在。然而，在現(xiàn)代人的生活中，阻燃劑卻幾乎無(wú)處不在。在我們隨身攜帶的手機(jī)里、辦公桌上的電腦里、每天乘坐的地鐵里、駕駛的汽車?yán)铮踔潦亲屇忝客戆菜拇矇|中，成千上萬(wàn)的阻燃劑分子就像是一個(gè)個(gè)警覺(jué)的小衛(wèi)士一樣時(shí)刻準(zhǔn)備著，默默守護(hù)著你的生命安全和財(cái)產(chǎn)安全，讓我們遠(yuǎn)離火災(zāi)的威脅。

種類繁多的大家族

什么是阻燃劑?

顧名思義，阻燃劑就是能夠阻止物體燃燒的化學(xué)助劑，在易燃材料中添加阻燃劑，就能使材料在遇明火時(shí)難以點(diǎn)燃，或者點(diǎn)燃后易于熄滅、不易蔓延。阻燃劑還可以降低熱量和減少煙氣釋放。

阻燃劑不是簡(jiǎn)單的一個(gè)產(chǎn)品，而是一個(gè)大家族，家族成員有700~800種，可以分為有機(jī)阻燃劑與無(wú)機(jī)阻燃劑，或者按照反應(yīng)元素分為鹵系、磷系、氮系和硅系，還可以按照使用方法分為混合型、添加型和反應(yīng)型。

阻燃劑之所以有這么多的種類，就是為了滿足不同材料的“口味”。每個(gè)阻燃劑衛(wèi)士都有自己最擅長(zhǎng)的崗位，它們之間還可以搭配使用，分工協(xié)作，出色地完成預(yù)防火災(zāi)的任務(wù)。

這些隱形的小衛(wèi)士活躍在人們生活的方方面面。它們悄悄“潛伏”在手機(jī)、電腦、電視、冰箱等各種電子電器的線路板中，各種電子產(chǎn)品的塑料外殼中也少不了它們，飛機(jī)、輪船、公交車的座椅以及建筑外墻保溫材料中都有它們默默堅(jiān)守的身影。在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家，阻燃劑還被廣泛應(yīng)用到兒童、老人以及病人等行動(dòng)不便人員的服裝中。我國(guó)也出臺(tái)了國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)建筑材料以及公共場(chǎng)所使用的裝飾品、紡織品、家具、電線、開(kāi)關(guān)、燈具、家電等作出了明確的阻燃要求。

阻燃原理各不同

要想擔(dān)起克制火災(zāi)的安全衛(wèi)士的重任并非一件易事，阻燃劑必須擁有過(guò)硬的本領(lǐng)。

燃燒需要三大要素——可燃物、助燃物(氧氣)和火源。燃燒的過(guò)程分為加熱、分解、起火、燃燒和蔓延。如果去掉其中任何一個(gè)要素，或者想辦法將燃燒過(guò)程控制在加熱和分解的萌芽階段，就可以有效避免火災(zāi)的發(fā)生。

在阻止火焰燃燒方面，不同類型的阻燃劑各有各的高招：有的通過(guò)吸收熱量阻止可燃物產(chǎn)生可燃?xì)怏w;有的在可燃物表面形成密實(shí)的覆蓋層，隔絕可燃物與氧氣的接觸;有的則捕捉參與燃燒反應(yīng)的自由基，達(dá)到抑制自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的目的;還有的是通過(guò)產(chǎn)生不燃?xì)怏w稀釋氧氣，從而達(dá)到減緩燃燒速度的效果。

無(wú)機(jī)阻燃劑Al(OH)3在受熱達(dá)200℃后就會(huì)分解，放出結(jié)晶水，結(jié)晶水遇熱蒸發(fā)成水蒸氣。這一系列的過(guò)程會(huì)吸收大量的熱，降低材料表面和火焰區(qū)的溫度，減緩熱裂解反應(yīng)的速度。此外，結(jié)晶水產(chǎn)生的水蒸氣也能降低氧氣濃度，進(jìn)一步抑制火勢(shì)的蔓延。

磷阻燃劑受熱會(huì)變成結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或碳化層，就像一層堅(jiān)實(shí)的鎧甲，把可燃物包裹起來(lái)，既能阻止材料進(jìn)一步熱解，也可阻止材料內(nèi)部分解出的可燃?xì)怏w溢出繼續(xù)燃燒。

溴阻燃劑的蒸發(fā)溫度和高分子材料的分解溫度相同或相近，當(dāng)高分子材料受熱分解時(shí)，溴阻燃劑也會(huì)揮發(fā)出來(lái)，與熱分解產(chǎn)物同時(shí)進(jìn)入到氣相燃燒區(qū)。阻燃劑能迅速地捕捉氣相燃燒區(qū)中的自由基，抑制自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，阻止火焰?zhèn)鞑?，最終使燃燒反應(yīng)速度慢下來(lái)直至終止。

總之，每一種阻燃劑都有自己的獨(dú)門秘籍。

延長(zhǎng)火災(zāi)逃生時(shí)間

就像平時(shí)沒(méi)有火災(zāi)發(fā)生時(shí)，人們就很難見(jiàn)到消防隊(duì)員的身影一樣，也只有在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，阻燃劑才能顯示出英雄本色，這在航空領(lǐng)域體現(xiàn)得最為明顯。為了有效防止火災(zāi)發(fā)生，飛機(jī)上采取了最嚴(yán)格的阻燃標(biāo)準(zhǔn)。

早在30年前，美國(guó)聯(lián)邦航空管理局(FAA)的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在飛機(jī)上降低火災(zāi)傷亡最好的辦法是延長(zhǎng)逃生時(shí)間。如果在飛機(jī)的座椅、地毯以及行李箱等部位采用阻燃材料，既能減少火災(zāi)發(fā)生率，也能為乘客提供相當(dāng)長(zhǎng)的逃生時(shí)間。目前，阻燃劑技術(shù)的進(jìn)步已經(jīng)可以將人們從火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)逃生的時(shí)間從2分鐘延長(zhǎng)到20分鐘。據(jù)歐盟委員會(huì)評(píng)估，過(guò)去10年中，由于阻燃劑的廣泛使用，歐洲火災(zāi)死亡人數(shù)減少了20%。

2005年多倫多的法航飛機(jī)事故中，阻燃材料挽救了309位乘客的生命;2013年舊金山的韓亞航空墜機(jī)事件中，阻燃材料助力304人得以安全撤離;2015年7月，深圳航空一男子多次縱火，企圖點(diǎn)燃飛機(jī)座椅未遂。

特別是在韓亞航空的空難事件中，事故中的火焰溫度高得把金屬都燒化了，但機(jī)艙內(nèi)的座椅、地毯和行李箱卻沒(méi)有燃燒，為300多名乘客的成功逃生提供了可能。幾起空難事件讓我們見(jiàn)識(shí)到了阻燃劑的威力。

一旦沒(méi)有阻燃劑的把守，火災(zāi)的情況就完全不同。剛剛發(fā)生在倫敦肯辛頓切爾西區(qū)的格倫費(fèi)爾大樓的大火，將24層的公寓樓幾乎燒成空殼，79人因此喪生。2009年中央電視臺(tái)配樓發(fā)生火災(zāi)，因?yàn)楸癫牧喜环献枞紭?biāo)準(zhǔn)，火災(zāi)難以撲滅，造成經(jīng)濟(jì)損失1.6億元。還有2010年上海靜安區(qū)教師公寓大火、2011年沈陽(yáng)萬(wàn)鑫酒店大火等事故，都是因?yàn)橥鈮Φ谋夭牧侠锶鄙倭俗枞紕┳钄r，火災(zāi)才如此恣意肆虐。

缺少了阻燃劑的保護(hù)，電視機(jī)很快就能被火引燃，2分鐘后就能被大火吞滅。如果這樣的電視機(jī)在房間里著火，不到5分鐘房間就會(huì)發(fā)生轟燃。什么是轟燃就是房間里達(dá)到600℃的高溫，所有的物品在瞬間同時(shí)燃燒起來(lái)。一旦產(chǎn)生了轟燃，逃生就幾乎成為了不可能的事情。

不是所有“溴系”都有害

盡管阻燃劑在保護(hù)人類免受火災(zāi)威脅的崗位上默默奉獻(xiàn)與付出，但時(shí)不時(shí)也會(huì)有一些挑剔和指責(zé)冒出來(lái)。最近幾年來(lái)，一些環(huán)保人士提出溴系阻燃劑會(huì)對(duì)環(huán)境和人類健康造成危害。對(duì)于這樣的質(zhì)疑，阻燃材料專家、北京理工大學(xué)教授、中國(guó)兵工學(xué)會(huì)阻燃劑專委會(huì)秘書長(zhǎng)周政懋表示，這種說(shuō)法是以偏概全的誤解，缺乏科學(xué)依據(jù)。

周政懋介紹說(shuō)，溴阻燃劑家族中有80多個(gè)品種，對(duì)人類健康和環(huán)境有害的溴阻燃劑只是個(gè)別品種，比如多溴二苯醚中的五溴二苯醚和八溴二苯醚就被列入了《斯德哥爾摩公約》持久性有機(jī)污染物名單。但是，這兩種阻燃劑早已成為“過(guò)去時(shí)”，在10多年前就已經(jīng)被禁用。我國(guó)從來(lái)沒(méi)有生產(chǎn)過(guò)八溴二苯醚，而五溴二苯醚也早在2004年就已經(jīng)停產(chǎn)。將個(gè)別品種與其他高效無(wú)毒的溴阻燃劑混為一談，是不科學(xué)也是不負(fù)責(zé)任的。

周政懋表示，作為一種化學(xué)品，阻燃劑在投入市場(chǎng)之前都要經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的評(píng)估，以確保其使用安全。迄今為止，歐盟所有阻燃劑的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估結(jié)果均顯示，在消費(fèi)品中使用的阻燃劑不會(huì)對(duì)人類健康造成危害，也沒(méi)有任何醫(yī)學(xué)報(bào)告顯示現(xiàn)有的人類疾病與阻燃劑相關(guān)。

此外，現(xiàn)在全球范圍內(nèi)對(duì)于化學(xué)品的監(jiān)管越來(lái)越嚴(yán)格，國(guó)內(nèi)外與阻燃劑相關(guān)的法規(guī)都在持續(xù)完善，有毒有害阻燃劑不斷被淘汰，綠色環(huán)保的、不易被生物體吸收的大分子聚合型阻燃劑正在成為未來(lái)的發(fā)展方向。作為火災(zāi)克星中的新生力量，它們將越來(lái)越多地?fù)?dān)負(fù)起為生命財(cái)產(chǎn)安全保駕護(hù)航的重任。

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