พื้นหลังการวิจัยและลักษณะของวัสดุ
ชั้นนอกของชุดป้องกันอัคคีภัยมักใช้เส้นใยประสิทธิภาพสูงที่ทนไฟเช่นอะรามิด polyphenylzomidazole (PBI) polyamide imide และ polyimide ซึ่ง PBI มีชื่อเสียงในด้านการไม่ติดไฟและการปล่อยควันต่ํา การศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Fire and Materials มุ่งความสนใจไปที่ Poly (2,5-Benzimidazole) (ABPBI) – โมโนเมอร์สังเคราะห์เป็นสารก่อมะเร็งน้อยลงและคุณสมบัติทนความร้อนและสารหน่วงไฟที่สูงขึ้น ข้อมูลดัชนีออกซิเจนขีด จำกัด (LOI) จากการศึกษาแสดงให้เห็นว่า ABPBI อยู่ที่ประมาณ 72, PBI อยู่ที่ประมาณ 38.3 และ aramid อยู่ที่ประมาณ 25 แม้ว่าตัวเลขจะโดดเด่น แต่การวิจัยของ ABPBI ในด้านสิ่งทอสารหน่วงไฟยังค่อนข้างจํากัด
วิธีการทดสอบและผลลัพธ์หลัก
ทีมวิจัยใช้ ABPBI ทอผ้าทอลายทแยง 2/1 ด้วยผ้าอะรามิด (ความหนาแน่นของใบหน้า 260 แกรม) เพื่อดำเนินการทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งและการทดลองการสัมผัสกับความร้อนจากการแผ่รังสีและความร้อนพาความร้อนและการคำนวณร่วมกับทฤษฎีจดหมายทั่วไปความหนาแน่น (DFT) เพื่อวิเคราะห์เสถียรภาพทางความร้อนของโพลิเมอร์ทั้งสองจากมุมมองต่างๆเช่น HOMO – LUMO, พลังงานการแยกพันธะและระดับพันธะ Mayer
- การทดสอบการเผาไหม้ในแนวตั้งไม่มีการเผาไหม้ต่อเนื่องหรือการติดไฟบนผ้าทั้งสองชนิดและการตกค้างของคาร์บอนต่ำกว่า 5%
- ที่สัมผัสกับความร้อนการพาความร้อน (84 kW m⁻², 30 วินาที) ผ้าอะรามิดจะมีพฤติกรรม “แตก” เนื่องจากการเปราะในขณะที่ ABPBI ยังคงมีความยืดหยุ่นและเสถียรภาพมิติ
- การวิเคราะห์เชิงกลแบบไดนามิกของ ABPBI หลังจากการสัมผัสความร้อนแสดงการลดลงของโมดูลัสการจัดเก็บพลังงานประมาณสิบเท่าการสูญเสียองค์ประกอบออกซิเจนที่สอดคล้องกับการวิเคราะห์ EDS 26.2% และการเพิ่มขึ้นขององค์ประกอบคาร์บอน 9.3%; อะรามิดไม่สามารถทำการทดสอบภายใต้เงื่อนไขนี้ได้
- การสัมผัสกับฟลักซ์ความร้อนที่แผ่รังสี 10 kW m⁻²เป็นเวลา 180 วินาทีไม่มีการสูญเสียความต้านทานแรงดึงของผ้าทั้งสอง
- คุณสมบัติป้องกันความร้อน (TPP) สำหรับทั้งชุด ABPBI ชั้นนอกเป็น 60 cal cm⁻²และ Aramid ชั้นนอกเป็น 44 cal cm⁻²ซึ่งทั้งหมดสูงกว่าข้อกำหนดขั้นต่ำของ 35 cal cm⁻²
ผลการคำนวณและการทดลองแสดงให้เห็นว่า ABPBI มีข้อได้เปรียบในด้านความเสถียรทางความร้อนความสามารถในการสร้างคาร์บอนและคุณสมบัติการป้องกันที่มีศักยภาพในการเป็นวัสดุชั้นนอกขั้นสูงสำหรับชุดป้องกันอัคคีภัย
ความสำคัญของสารเสริมพอลิเมอร์และอุตสาหกรรมวัสดุก่อสร้าง
แม้ว่าการศึกษาจะมุ่งเน้นไปที่การปกป้องสิ่งทอ แต่เส้นใยที่มีประสิทธิภาพสูงมีความเสถียรของมิติพฤติกรรมการก่อตัวของคาร์บอนและประสิทธิภาพการเสื่อมสภาพของสภาพอากาศที่อุณหภูมิสูงมีความคล้ายคลึงกันกับความต้องการของวัสดุก่อสร้างและการปรับปรุงบ้านสำหรับวัสดุทนไฟและความทนทาน ในโปรไฟล์ PVC, เคลือบหลุมร่องฟันและการเคลือบอาคารและการใช้งานอื่น ๆ ความเสถียรของสภาพอากาศเป็นตัวบ่งชี้หลักเสมอการออกแบบสูตรของสารต้านอนุมูลอิสระและสารกันโคลงแสงส่งผลโดยตรงต่ออายุการใช้งานของวัสดุภายใต้สภาวะความร้อนออกซิเจนและแสง ความสามารถในการผลิต LOI และคาร์บอนสูงที่แสดงโดย ABPBI ให้แนวคิดอ้างอิงในระดับวัสดุสำหรับการออกแบบวัสดุก่อสร้างที่ทนไฟ วิธีการลักษณะเฉพาะในการวิจัยเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกลและองค์ประกอบขององค์ประกอบหลังจากการสัมผัสความร้อนยังสามารถให้การอ้างอิงสําหรับการประเมินสภาพอากาศและอายุของวัสดุก่อสร้าง ควรสังเกตว่าการศึกษามุ่งเป้าไปที่ผ้าด้านนอกของชุดดับเพลิงและข้อสรุปของการย้ายถิ่นฐานไปยังผลิตภัณฑ์ก่อสร้างยังคงต้องได้รับการตรวจสอบร่วมกับกระบวนการแปรรูปที่เฉพาะเจาะจงระบบสูตรและข้อกําหนดของกฎระเบียบที่เกี่ยวข้อง
ที่มา: Wiley Online Library，《Fire and Materials》，DOI: 10.1002/fam.70090
Herun Chemical Watch
รอบโปรไฟล์ PVC, สภาพอากาศที่มีเสถียรภาพ, สารต้านอนุมูลอิสระ, ความคงตัวของแสง, วัสดุก่อสร้าง, Herun Chemical ยังคงให้ความสนใจกับความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีเสถียรภาพในการประมวลผลและการประยุกต์ใช้ในการลงจอดในสาขานี้ บทความนี้แก้ไขและจัดเรียงตามข้อมูลแหล่งที่มาสูตรเฉพาะการเลือกผลิตภัณฑ์และการตรวจสอบประสิทธิภาพโปรดรวมการให้คำปรึกษาสภาพการทำงานจริง
แหล่งข้อมูล: Enhanced Fire Protection: Improved Efficacy of ABPBI Over Aramids as the Outer Layer in Firefighter Suits， เสร็จสิ้นโดย Herun เคมี