Der Einfluss neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel auf die Feuerbeständigkeit von Textilien

Der Einfluss neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel auf die Feuerbeständigkeit von Textilien

Angesichts des wachsenden Sicherheitsbewusstseins finden feuerbeständige Materialien in verschiedenen Branchen breite Anwendung. Insbesondere in der Textilindustrie ist die Feuerbeständigkeit von Textilien unmittelbar mit der Sicherheit von Leben und Eigentum verbunden. Neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel haben sich in den letzten Jahren aufgrund ihrer hervorragenden flammhemmenden Eigenschaften und ihrer Umweltfreundlichkeit zu einem Forschungsschwerpunkt entwickelt. Dieser Artikel untersucht die Auswirkungen neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel auf die Feuerbeständigkeit von Textilien aus verschiedenen Perspektiven. Spezifische Produktparameter und experimentelle Daten werden kombiniert, um ihre Leistungsfähigkeit in praktischen Anwendungen zu analysieren.

1. Übersicht über Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel
   1.1 Definition und Klassifizierung von Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmitteln
   Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel sind eine Verbindungsklasse, die hauptsächlich aus Phosphor und Stickstoff als flammhemmenden Elementen besteht. Aufgrund ihrer chemischen Struktur lassen sie sich in zwei Hauptkategorien unterteilen: organische und anorganische Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel. Zu den organischen Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmitteln zählen vor allem Phosphate, Phosphoramide usw., während anorganische Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel Ammoniumphosphat, Ammoniumpolyphosphat usw. umfassen.

1.2 Flammschutzmechanismus von Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmitteln
Der Flammschutzmechanismus von Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmitteln umfasst im Wesentlichen folgende Aspekte:
• Flammschutzwirkung in der Gasphase: Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel zersetzen sich bei hohen Temperaturen und erzeugen Phosphor- und Stickstoffradikale, die während der Verbrennung aktive freie Radikale einfangen und so die Verbrennungskettenreaktion unterbrechen können.
• Flammschutzwirkung in der kondensierten Phase: Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel bilden während der Verbrennung eine stabile Kohleschicht, die Sauerstoff und Wärme isoliert und die Flammenausbreitung verhindert.
• Synergistischer Effekt: Phosphor- und Stickstoffelemente wirken während des Flammschutzprozesses synergistisch und verbessern so die Effizienz.

1. Eigenschaften neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel
   2.1 Umweltfreundlichkeit
   Neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel produzieren bei Herstellung und Anwendung keine toxischen oder schädlichen Substanzen und erfüllen somit Umweltauflagen. Ammoniumpolyphosphat (APP), ein gängiges anorganisches Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel, findet beispielsweise aufgrund seiner geringen Toxizität sowie seiner halogenfreien und rauchfreien Eigenschaften breite Anwendung in der Textilindustrie.

2.2 Hohe Effizienz
Neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel erzielen bereits bei geringen Additivmengen hervorragende Flammschutzwirkungen. Experimente zeigen, dass die Zugabe von 5 % Ammoniumpolyphosphat den Sauerstoffindex (LOI) von Textilien von 18 % auf über 28 % erhöhen kann.

2.3 Haltbarkeit
Neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel weisen eine gute Wasch- und Witterungsbeständigkeit auf. Ihre flammhemmende Wirkung bleibt auch nach mehrmaligem Waschen und längerer Einwirkung natürlicher Umwelteinflüsse stabil.

1. Auswirkungen neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel auf die Feuerbeständigkeit von Textilien
   3.1 Sauerstoffindex (LOI)
   Der Sauerstoffindex (LOI) ist ein wichtiger Messwert zur Bewertung der Flammschutzwirkung von Materialien. Tabelle 1 listet die LOI-Werte einiger gängiger Textilien nach Zugabe unterschiedlicher Anteile neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel auf.

Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, können neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel die LOI-Werte von Textilien signifikant erhöhen, wobei der LOI-Wert mit zunehmender Additivmenge steigt.

3.2 Wärmefreisetzungsrate (HRR)
Die Wärmefreisetzungsrate (HRR) misst die Geschwindigkeit, mit der Wärme während der Verbrennung freigesetzt wird. Abbildung 1 zeigt die HRR-Kurven von Baumwollgewebe nach Zugabe unterschiedlicher Anteile neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel.

Aus Abbildung 1 ist ersichtlich, dass die Zugabe neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel die Wärmefreisetzungsrate (HRR) von Baumwollgewebe deutlich reduziert, was auf eine verringerte Wärmefreisetzung während der Verbrennung und eine verbesserte Flammschutzwirkung hinweist.

3.3 Rauchdichte
Die Rauchdichte misst die Menge an Rauch, die bei der Verbrennung entsteht. Tabelle 2 listet die Rauchdichtewerte verschiedener gängiger Textilien nach Zugabe unterschiedlicher Anteile neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel auf.

Wie Tabelle 2 zeigt, können neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel die Rauchdichte von Textilien deutlich reduzieren, wodurch die Rauchentwicklung bei der Verbrennung verringert und die Sicherheit erhöht wird.

1. Leistungsfähigkeit neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel in praktischen Anwendungen
   4.1 Feuerfeste Behandlung von Textilien
   Neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel finden breite Anwendung bei der feuerfesten Ausrüstung von Textilien. Beispielsweise kann die Zugabe dieser Flammschutzmittel bei Feuerwehranzügen, Militäruniformen, Kinderschlafanzügen und anderen Spezialtextilien die Feuerbeständigkeit deutlich verbessern und so die Sicherheit der Träger gewährleisten.

4.2 Brandschutzbehandlung von Baumaterialien
Auch in Baumaterialien finden neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel breite Anwendung. Beispielsweise kann deren Zugabe zu feuerfesten Beschichtungen und Platten deren Feuerbeständigkeit erhöhen und somit das Brandrisiko verringern.

4.3 Brandschutzbehandlung von Elektronikprodukten
In elektronischen Produkten werden neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel in Materialien wie Leiterplatten und Kabeln eingesetzt. Durch ihre Zugabe lassen sich Brände, die durch hohe Temperaturen oder Kurzschlüsse verursacht werden, wirksam verhindern und somit sowohl Geräte als auch Anwender schützen.

1. Forschungsfortschritte im In- und Ausland
   5.1 Fortschritte in der inländischen Forschung
   Inländische Forscher haben bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel erzielt. So entwickelte beispielsweise ein universitäres Forschungsteam ein neuartiges organisches Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel. Tests an Baumwollgewebe zeigten, dass die Zugabe von 5 % des Flammschutzmittels den LOI-Wert auf über 30 % erhöhte und gleichzeitig eine ausgezeichnete Waschbeständigkeit gewährleistete.

5.2 Internationaler Forschungsfortschritt
Internationale Forscher haben ebenfalls wichtige Ergebnisse erzielt. So entwickelte beispielsweise ein internationales Team ein neuartiges anorganisches Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel. Tests an Polyestergewebe zeigten, dass die Zugabe von 10 % des Flammschutzmittels den LOI-Wert auf über 35 % erhöhte und gleichzeitig die Rauchdichte deutlich reduzierte.

1. Zukünftige Entwicklungsrichtungen
   6.1 Multifunktionalität
   Eine zukünftige Entwicklungsrichtung für neuartige Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel ist die Multifunktionalität. Beispielsweise sollen Flammschutzmittel mit zusätzlichen Eigenschaften wie antibakteriellen, schimmelhemmenden und antistatischen Wirkungen entwickelt werden, um den vielfältigen Anwendungsanforderungen gerecht zu werden.

6.2 Nanotechnologie
Der Einsatz von Nanotechnologie eröffnet neue Möglichkeiten für die Entwicklung neuartiger Phosphor-Stickstoff-Flammschutzmittel. Nanostrukturierte Verfahren können die Dispersion und Stabilität der Flammschutzmittel verbessern und somit deren Effizienz weiter steigern.

6.3 Intelligente Flammschutzmittel
Intelligente Funktionalität ist ein weiterer wichtiger Aspekt. Beispielsweise die Entwicklung intelligenter Flammschutzmittel, die ihre Leistung automatisch an die Umgebungstemperatur anpassen können, um die Anpassungsfähigkeit in praktischen Anwendungen zu verbessern.