L'impatto dei nuovi ritardanti di fiamma al fosforo e azoto sulla resistenza al fuoco dei tessuti

L'impatto dei nuovi ritardanti di fiamma al fosforo e azoto sulla resistenza al fuoco dei tessuti

Con la crescente consapevolezza della sicurezza, i materiali ignifughi sono ampiamente utilizzati in diversi settori. In particolare nell'industria tessile, la resistenza al fuoco dei tessuti è direttamente correlata alla sicurezza di vite umane e proprietà. Negli ultimi anni, i nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto sono diventati un punto di riferimento per la ricerca grazie alle loro eccellenti proprietà ignifughe e al loro rispetto per l'ambiente. Questo articolo esplora l'impatto dei nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto sulla resistenza al fuoco dei tessuti da diverse prospettive, combinando parametri specifici del prodotto e dati sperimentali per analizzarne le prestazioni in applicazioni pratiche.

1. Panoramica dei ritardanti di fiamma al fosforo e azoto
   1.1 Definizione e classificazione dei ritardanti di fiamma al fosforo e azoto
   I ritardanti di fiamma fosforo-azoto sono una classe di composti costituiti principalmente da fosforo e azoto come elementi ritardanti di fiamma. In base alla loro struttura chimica, possono essere suddivisi in due categorie principali: ritardanti di fiamma fosforo-azoto organici e ritardanti di fiamma fosforo-azoto inorganici. I ritardanti di fiamma fosforo-azoto organici includono principalmente fosfati, fosforammidi, ecc., mentre i ritardanti di fiamma fosforo-azoto inorganici includono fosfato di ammonio, polifosfato di ammonio, ecc.

1.2 Meccanismo di ritardanti di fiamma dei ritardanti di fiamma fosforo-azoto
Il meccanismo di ritardante di fiamma dei ritardanti di fiamma fosforo-azoto comprende principalmente i seguenti aspetti:
• Ritardante di fiamma in fase gassosa: i ritardanti di fiamma fosforo-azoto si decompongono ad alte temperature producendo radicali liberi di fosforo e azoto, che possono catturare i radicali liberi attivi durante la combustione, interrompendo così la reazione a catena della combustione.
• Ritardante di fiamma in fase condensata: i ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto formano uno strato di carbone stabile durante la combustione, isolando l'ossigeno e il calore e impedendo la propagazione della fiamma.
• Effetto sinergico: gli elementi fosforo e azoto agiscono in sinergia durante il processo ignifugo, migliorandone l'efficienza.

1. Caratteristiche dei nuovi ritardanti di fiamma al fosforo e all'azoto
   2.1 Rispetto dell'ambiente
   I nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto non producono sostanze tossiche o nocive durante la produzione e l'uso, soddisfacendo i requisiti ambientali. Ad esempio, il polifosfato di ammonio (APP), un comune ritardante di fiamma inorganico a base di fosforo e azoto, è ampiamente utilizzato nell'industria tessile grazie alla sua bassa tossicità e alle proprietà di assenza di alogeni e fumo.

2.2 Alta efficienza
I nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto raggiungono eccellenti effetti ignifughi con bassi livelli di additivi. Gli esperimenti dimostrano che l'aggiunta del 5% di polifosfato di ammonio può aumentare l'indice limite di ossigeno (LOI) dei tessuti dal 18% a oltre il 28%.

2.3 Durata
I nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto presentano un'ottima resistenza al lavaggio e agli agenti atmosferici. Le loro prestazioni ignifughe rimangono stabili anche dopo numerosi lavaggi e una prolungata esposizione agli agenti atmosferici.

1. Impatto dei nuovi ritardanti di fiamma al fosforo e azoto sulla resistenza al fuoco dei tessuti
   3.1 Indice limite di ossigeno (LOI)
   L'indice limite di ossigeno è un parametro importante per valutare le prestazioni ignifughe dei materiali. La Tabella 1 elenca i valori LOI di diversi tessuti comuni dopo l'aggiunta di diverse proporzioni di nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto.

Come mostrato nella Tabella 1, i nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto possono aumentare significativamente i valori LOI dei tessuti, con un LOI che aumenta all'aumentare della quantità di additivo.

3.2 Velocità di rilascio del calore (HRR)
Il tasso di rilascio del calore misura la velocità con cui il calore viene rilasciato durante la combustione. La Figura 1 mostra le curve HRR del tessuto di cotone dopo l'aggiunta di diverse proporzioni di nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto.

Dalla Figura 1 si può osservare che l'aggiunta di nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto riduce significativamente l'HRR del tessuto di cotone, indicando una riduzione del rilascio di calore durante la combustione e un miglioramento delle prestazioni ignifughe.

3.3 Densità del fumo
La densità del fumo misura la quantità di fumo prodotta durante la combustione. La Tabella 2 elenca i valori di densità del fumo di diversi tessuti comuni dopo l'aggiunta di diverse proporzioni di nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto.

Come mostrato nella Tabella 2, i nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto possono ridurre significativamente la densità del fumo nei tessuti, diminuendo la produzione di fumo durante la combustione e migliorando la sicurezza.

1. Prestazioni dei nuovi ritardanti di fiamma al fosforo e all'azoto nelle applicazioni pratiche
   4.1 Trattamento ignifugo dei tessuti
   I nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto sono ampiamente utilizzati nel trattamento ignifugo dei tessuti. Ad esempio, nelle tute antincendio, nelle uniformi militari, negli indumenti da notte per bambini e in altri tessuti speciali, l'aggiunta di questi ritardanti può migliorare significativamente la resistenza al fuoco, garantendo la sicurezza degli utenti.

4.2 Trattamento ignifugo dei materiali da costruzione
Anche nei materiali da costruzione, i nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto trovano ampia applicazione. Ad esempio, la loro aggiunta a rivestimenti e pannelli ignifughi può aumentarne i limiti di resistenza al fuoco, riducendo il rischio di incendi.

4.3 Trattamento ignifugo dei prodotti elettronici
Nei prodotti elettronici, nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto vengono utilizzati in materiali come circuiti stampati e cavi. La loro aggiunta può prevenire efficacemente gli incendi causati da alte temperature o cortocircuiti, salvaguardando sia le apparecchiature che gli utenti.

1. Progressi della ricerca in patria e all'estero
   5.1 Progressi della ricerca nazionale
   I ricercatori nazionali hanno compiuto progressi significativi nello studio di nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto. Ad esempio, un team di ricerca universitario ha sviluppato un nuovo ritardante di fiamma organico a base di fosforo e azoto. Test su tessuto di cotone hanno dimostrato che l'aggiunta del 5% di ritardante ha aumentato il LOI a oltre il 30%, con un'eccellente resistenza al lavaggio.

5.2 Progressi della ricerca internazionale
Anche i ricercatori internazionali hanno ottenuto risultati importanti. Ad esempio, un team internazionale ha sviluppato un nuovo ritardante di fiamma inorganico a base di fosforo e azoto. Test su tessuto in poliestere hanno dimostrato che l'aggiunta del 10% di ritardante ha aumentato la LOI a oltre il 35%, con una significativa riduzione della densità del fumo.

1. Direzioni di sviluppo futuro
   6.1 Multifunzionalità
   In futuro, una delle direzioni per i nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto sarà la multifunzionalità. Ad esempio, lo sviluppo di ritardanti con proprietà aggiuntive come proprietà antibatteriche, antimuffa e antistatiche per soddisfare diverse esigenze applicative.

6.2 Nanotecnologia
L'applicazione della nanotecnologia offrirà nuove opportunità per lo sviluppo di nuovi ritardanti di fiamma a base di fosforo e azoto. La lavorazione su scala nanometrica può migliorare la dispersione e la stabilità dei ritardanti, aumentandone ulteriormente l'efficacia.

6.3 Ritardanti intelligenti
Un'altra direzione importante è la funzionalità intelligente. Ad esempio, lo sviluppo di ritardanti di fiamma intelligenti in grado di adattare automaticamente le proprie prestazioni in base alla temperatura ambientale, per migliorare l'adattabilità nelle applicazioni pratiche.