Изучение огнестойких нетканых материалов: подробный обзор

В развивающемся ландшафте текстильных применений нетканые материалы делают успехи в сферах, где когда-то доминировали тканые материалы, что требует огнестойкости. Эти нетканые изделия в основном основаны на синтетических волокнах, таких как полиолефин, полиэстер или нейлон, известных своей горючестью. В частности, полипропилен с его алифатической углеводородной структурой быстро воспламеняется, образуя минимальное количество дыма и не оставляя остатков угля. Поскольку промышленность склоняется к экономически эффективным материалам, таким как полипропилен, риск пожара, связанный с неткаными материалами из синтетических волокон, становится более выраженным. <р> 

Решая эту проблему, огнестойкость нетканых материалов может быть достигнута двумя методами: аддитивным и местным. Аддитивные методы включают смешивание антипирена (FR) с полимером перед экструзией, что подходит для термопластов. С другой стороны, местная обработка предполагает покрытие волокон или тканей огнестойкими химикатами, применимыми к термопластам, реактопластам и натуральным волокнам.

Что такое огнезащитные средства? 

Что такое антипирены и как они действуют в процессе горения? Горение включает в себя такие стадии, как нагрев, разложение, воспламенение, распространение пламени и образование дыма. Антипирены нарушают эти стадии посредством четырех различных способов действия: реакция в газовой фазе, реакция в конденсированной фазе, охлаждающий эффект и эффект разбавления. Для огнезащитной добавки к нетканым материалам решающее значение имеет соответствие определенным критериям. Он не должен изменять естественный цвет волокна, не должен курить во время производства волокна и не оказывать вредного воздействия на краткосрочные и долгосрочные свойства волокна или устойчивость к ультрафиолету (УФ).

Как действуют антипирены? 

В сфере огнестойкости понимание физических и химических действий, которые препятствуют процессу горения, имеет решающее значение. Давайте углубимся в то, как эти механизмы работают для создания щита от огненной угрозы.

Физическое действие

<р>1. Формирование защитного слоя: добавки под воздействием внешнего тепла могут создавать защитный экран с низкой теплопроводностью. Этот экран уменьшает передачу тепла от источника к материалу. 

<р>2. Охлаждающий эффект: Реакции разложения присадок могут способствовать изменению энергетического баланса сгорания. Эндотермическая деградация охлаждает подложку, предотвращая процесс устойчивого горения. 

<р>3. Эффект разбавления: введение инертных веществ и присадок, образующих инертные газы, разбавляет топливо как в твердой, так и в газообразной фазе, гарантируя, что газовая смесь остается ниже нижнего предела воспламенения.

Химическое действие

<р>1. Реакция в конденсированной фазе: антипирены могут ускорить разрушение полимера, заставляя полимер растекаться под воздействием пламени. Альтернативно, на поверхности полимера может образоваться слой углерода, керамической структуры или стекла. 

<р>2. Реакция в газовой фазе: антипирены прерывают радикальный механизм горения в газовой фазе или продукты его распада мешают процессу. 

Синергетический эффект

Системы огнезащитных добавок можно использовать отдельно или в сочетании с другими системами в полимерных материалах для достижения синергетического эффекта. Это означает, что совокупный защитный эффект превосходит сумму индивидуальных эффектов каждой системы.

Изготовление огнестойких нетканых материалов: раскрыты разнообразные подходы

Когда дело доходит до волокон, присущая большинству из них воспламеняемость, за исключением высокопроизводительных, представляет собой проблему. Горючесть получаемых тканей зависит от их конструкции и плотности. Чтобы повысить огнестойкость тканей на основе волокон, как отдельных, так и смешанных с другими волокнами, в игру вступают различные стратегии:

<р>1. Покрытия и отделочная обработка: 

Защита тканей от источников тепла и предотвращение испарения горючих материалов достигается за счет покрытий и отделочной обработки. Это может варьироваться от простых защитных покрытий до обработки тканей неорганическими солями, образующими стеклообразное покрытие при воздействии источников возгорания.

<р>2. Термически нестабильные химические вещества:

Распространено использование термически нестабильных химических веществ, обычно неорганических карбонатов или гидратов. Часто применяется в качестве заднего покрытия, сохраняет характеристики поверхности ткани и одновременно повышает ее огнестойкость.

<р>3. Теплорассеивающие материалы:

Еще один подход — наложение слоев тканей на материалы, способные рассеивать значительное количество тепла. Это может быть так же просто, как металлическая фольга или теплопроводники, или столь же сложно, как материалы с фазовым переходом, которые поглощают тепло во время разложения или испарения, предотвращая условия воспламенения.

<р>4. Процедуры, стимулирующие чар:

Внедрение химических обработок, способствующих обугливанию, будь то реагирующих на волокна для получения результатов стирки или нереактивных для недолговечной огнестойкости, способствует повышению огнестойкости.

<р>5. Агенты по улавливанию свободных радикалов:

Химические вещества, выделяющие агенты, улавливающие свободные радикалы, часто броморганические или хлорорганические соединения, проникают в ткань, обеспечивая дополнительный уровень огнезащиты.

<р>6. Прямое введение добавок:

Что касается синтетических волокон, прямое введение таких добавок, как микронаполнители или наночастицы, или химическая прививка/сополимеризация определенных групп, еще больше укрепляет ткань от пожароопасности.

Различные применения огнестойких нетканых материалов

Обеспечение общественной безопасности в условиях пожарной опасности требует постоянной адаптации к меняющимся стандартам и правилам. Навигация в сложной сети методов испытаний и критериев соответствия является непростой задачей, особенно в постоянно развивающемся мире огнестойкости в Европе.

Защитная одежда

Сфера защитной одежды охватывает самые разнообразные требования: от защиты рабочих до военного применения и противопожарного снаряжения. Сложность возникает из-за необходимости иметь многогранные свойства — теплозащиту, способность переносить влагу и факторы комфорта, такие как легкость. Обычно защитные ткани состоят из нескольких слоев, при этом нетканые материалы, изготовленные из высокоэффективных волокон, служат термоподкладкой в ​​одежде. Нахождение тонкого баланса между тепловыми и влагозащитными барьерами имеет решающее значение для обеспечения оптимальной защиты.

Блокаторы для сидений и обивки

В сфере мебели противопожарные средства действуют как надежная защита. Помещенные под ткань внешнего покрытия и начальные слои амортизации сидений, матрасов и обивки, эти материалы сдерживают распространение огня, действуя в качестве барьера между источником тепла и амортизирующими материалами. В тканевых противопожарных блокаторах, тканых или иглопробивных, используются волокна с высокой огнестойкостью, такие как стекло, номекс, кевлар и ПБИ. 

Другие приложения

<р>1. Гибкие изоляционные панели для строительства: 

В строительном секторе растет спрос на экологически чистые материалы. Огнестойкие (FR) нетканые материалы играют важную роль в разработке гибких изоляционных панелей. Натуральные материалы, такие как шерсть, кокос или утиные перья, хотя и экологичны, требуют огнестойкой обработки. Иглопробивные и пневматические нетканые материалы, содержащие огнестойкие модифицированные натуральные волокна, соответствуют необходимым критериям для использования в строительстве.

<р>2. Одноразовые нетканые материалы для специализированного применения:

Для некоторых применений необходимы огнестойкие свойства одноразовых нетканых материалов. Примеры включают хирургические простыни, используемые в операционных, и воздушные фильтры в автомобильной промышленности. Необходимость огнестойкости в этих условиях подчеркивает универсальную природу огнестойких нетканых материалов. <р> 

По мере того, как мы изучаем множество применений огнестойких нетканых материалов, приверженность безопасности и инновациям переплетаются, создавая защитную ткань в различных отраслях. Оставайтесь с нами, чтобы узнать больше о меняющемся мире материалов, устойчивых к угрозе возгорания.