2015年安全工程师《生产技术》：火灾的发展规律

　　2．阻燃

　　高分子材料已广泛应用到工业、民用和建筑等各个领域。由于这些材料大部分由碳氢元素组成并且易燃，具有潜在的火灾危险性。采用高分子材料阻燃化技术可以克服或降低高分子材料的可燃性，减少火灾的发生及蔓延。

　　高分子材料阻燃化技术主要通过阻燃剂使聚合物不易着火，如果着火也使其燃烧速度变慢。阻燃剂按其使用方法分为添加型和反应型两种。

　　（1）添加型阻燃剂可分为有机和无机阻燃剂，它们和树脂进行机械混合后赋予树脂一定的阻燃性能，主要用于聚烯烃、聚氯乙烯、聚苯乙烯等树脂中。它的优点是使用方便、适应面广，但对聚合物的使用性能有较大的影响。

　　（2）反应型阻燃剂作为一种反应单体参加反应，使聚合物本身含有阻燃成分。多用于缩聚反应，如聚氨酯、不饱和聚酯、环氧树脂、聚碳酸酯等。反应型阻燃剂具有赋予组成物或聚合物永久阻燃性的优点。

　　阻燃剂大多数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、锑和铋的化合物，第ⅦA族的氯和溴的化合物以及第ⅢA族的硼、铝的化合物。此外硅、镁和钼的化合物也可作阻燃剂使用。其中最常用和最重要的是磷、氯、溴、锑和铝的化合物。

　　理想的阻燃剂应当是无色，易于加入聚合物或组成物中，与其他组分相容性好，对热和光的反应稳定，且具有良好的阻燃性和非迁移性，对聚合物的物理性能没有明显的不利影响。另一方面，阻燃剂本身的毒性较小，当加入到聚合物后不增加材料燃烧过程中的毒性。

　　人们对阻燃剂及阻燃材料需求量增大的同时，对阻燃剂及阻燃材料的性能要求也更加多面化。到目前为止，绝大多数阻燃剂不能同时满足上述这些性能要求，往往是增加阻燃性能的同时影响材料的其他性能。因此，综合性能优化的阻燃技术是将阻燃性能、物理性能和应用性相互和谐统一，满足材料的使用要求及减少火灾风险。

　　目前广泛使用的含卤材料具有优良的阻燃性。但是当火灾发生时，由于这些材料的分解和燃烧时会产生大量烟雾，其主要起阻燃的卤化氢是有毒、有腐蚀性的气体，从而妨碍救火和人员的疏散，腐蚀仪器和设备，造成“二次灾害”。

　　针对含卤体系阻燃材料燃烧时释放大量的烟气和有毒且具腐蚀性的气体及“二次危害”，清洁阻燃聚合物纳米复合材料和无卤复合阻燃剂主要从纳米尺寸和分子水平上考虑材料的设计，有利于提高材料的物理力学性能、阻燃性能，并降低阻燃材料的成本和减少潜在的对人和环境的污染和危害，其符合阻燃材料研究领域向着无卤、低毒、环保型方向发展，符合国家科学技术发展方向。其主要特点如下：

　　1）从分子设计角度出发，通过合适的方法制各聚合物纳米复合材料，提高材料的物理力学性能，满足价格低廉、绿色环保等要求；

　　2）选择具有合适的化合物对层状无机物进行修饰，有利于聚合物及单体与层状无机物形成纳米复合微结构，增加材料的阻燃性能；

　　3）制备含磷、氮等元素的新型洁净复合阻燃剂和复合膨胀阻燃基料，有利于提高材料的阻燃性能；

　　4）无卤体系减少了材料在燃烧过程中的毒性和“二次危害”，有可能避免目前火灾发生时的群死群伤现象，从而保护人们的生命和财产安全。

　　（六）典型火灾的发展规律

　　建筑火灾的发展分为初起期、发展期、最盛期、减弱期和熄灭期。

　　（1）初起期是火灾开始发生的阶段，这一阶段可燃物的热解过程至关重要，主要特征是冒烟、阴燃；

　　（2）发展期是火势由小到大发展的阶段，一般采用T平方特征火灾模型来简化描述该阶段非稳态火灾热释放速率随时间的变化，即假定火灾热释放速率与时间的平方成正比，轰燃就发生在这一阶段；

　　（3）最盛期的火灾燃烧方式是通风控制火灾，火势的大小由建筑物的通风情况决定；

　　（4）熄灭期是火灾由最盛期开始消减直至熄灭的阶段，熄灭的原因可以是燃料不足、灭火系统的作用等。

　　由于建筑物可燃物、通风等条件的不同，建筑火灾有可能达不到最盛期，而是缓慢发展后就熄灭了。

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