Bối cảnh nghiên cứu và đặc tính vật liệu
Lớp ngoài của quần áo bảo hộ lính cứu hỏa thường sử dụng các sợi hiệu suất cao chống cháy đặc trưng như aramid, polybenzoimidazole (PBI), polyamide imide và polyimide. Trong số này, PBI được biết đến với tính không cháy và phát thải khói thấp. Một nghiên cứu được công bố trên Fire and Materials đã xem xét sự kết hợp (2,5-benzomidazole) (ABPBI) – monome tổng hợp ít gây ung thư hơn và có khả năng chịu nhiệt và chống cháy cao hơn. Dữ liệu về chỉ số oxy giới hạn (LOI) cho thấy ABPBI là khoảng 72, PBI là 38,3 và Aramid là khoảng 25. Mặc dù nổi bật về số lượng, nghiên cứu của ABPBI trong lĩnh vực hàng dệt chống cháy vẫn còn hạn chế. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng 2/1 Twill dệt ABPBI và vải aramid (mật độ bề mặt 260 gsm) để thực hiện các thử nghiệm đốt cháy dọc và thử nghiệm tiếp xúc với nhiệt bức xạ và đối lưu, kết hợp với lý thuyết hàm mật độ (DFT) để phân tích sự ổn định nhiệt của hai loại polyme từ các góc độ như HOMO-LUMO, năng lượng phân ly liên kết và cấp liên kết Mayer.
- Trong thử nghiệm đốt cháy dọc, không có sự tiếp tục hoặc âm ỉ của cả hai loại vải, với dư lượng carbon dưới 5%. Ở tiếp xúc nhiệt đối lưu (84 kW m ⁻², 30 giây), vải aramid trải qua hành vi “vỡ” do giòn, trong khi ABPBI duy trì tính linh hoạt và ổn định chiều. Phân tích cơ học động của ABPBI sau khi tiếp xúc với nhiệt cho thấy mô đun lưu trữ năng lượng giảm khoảng mười lần, phân tích EDS tương ứng với việc mất 26,2% oxy và tăng 9,3% carbon; Aramid không thể hoàn thành thử nghiệm trong điều kiện này.
- Tiếp xúc với thông lượng nhiệt bức xạ 10 kW m⁻² trong 180 giây, không có tổn thất đáng kể nào về độ bền kéo của vải. Về hiệu suất bảo vệ nhiệt toàn bộ quần áo (TPP), tổ hợp lớp ngoài ABPBI là 60 cal cm⁻² và tổ hợp lớp ngoài Aramid là 44 cal cm⁻², tất cả đều cao hơn yêu cầu tối thiểu 35 cal cm⁻². Kết quả tính toán và thử nghiệm cho thấy ABPBI có lợi thế về độ ổn định nhiệt, khả năng tạo than và hiệu suất bảo vệ và có tiềm năng làm vật liệu bên ngoài tiên tiến cho quần áo bảo hộ chống cháy.
ý nghĩa đối với ngành công nghiệp phụ trợ polymer và vật liệu xây dựng
Nghiên cứu này mặc dù tập trung vào hàng dệt bảo vệ, nhưng nó liên quan đến sự ổn định kích thước của sợi hiệu suất cao ở nhiệt độ cao, hành vi tạo than và biểu hiện lão hóa thời tiết, và nhu cầu về vật liệu chống cháy và bền trong lĩnh vực xây dựng và cải thiện nhà ở. Trong các ứng dụng như hồ sơ PVC, keo dán và sơn xây dựng, ổn định thời tiết luôn là chỉ số cốt lõi, và thiết kế công thức của chất chống oxy hóa và chất ổn định quang ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ của vật liệu trong điều kiện nhiệt, oxy và ánh sáng. Khả năng tạo LOI và than cao của ABPBI cung cấp ý tưởng tham khảo ở cấp độ vật liệu cho việc thiết kế vật liệu xây dựng chống cháy; Các phương pháp đặc trưng của nghiên cứu về sự thay đổi tính chất cơ học và thành phần của các yếu tố sau khi tiếp xúc với nhiệt cũng có thể cung cấp tài liệu tham khảo để đánh giá thời tiết và lão hóa của vật liệu xây dựng. Điều quan trọng cần lưu ý là nghiên cứu này tập trung vào vải ngoài của quần áo chữa cháy, kết luận của nó là việc di chuyển đến các sản phẩm xây dựng vẫn cần được xác minh kết hợp với quy trình chế biến cụ thể, hệ thống công thức và các yêu cầu quy định liên quan.
Nguồn: Wiley Online Library，《Fire and Materials》，DOI: 10.1002/fam.70090
Huirun Hóa chất quan sát
xung quanh hồ sơ PVC, thời tiết và ổn định, chất chống oxy hóa, chất ổn định ánh sáng, vật liệu xây dựng, Huirun Hóa chất liên tục quan tâm đến tiến bộ công nghệ trong lĩnh vực này, ổn định chế biến và ứng dụng hạ cánh. Bài viết này dựa trên thông tin nguồn để chỉnh sửa, công thức cụ thể, lựa chọn sản phẩm và kiểm tra hiệu suất xin kết hợp với tư vấn tình hình làm việc thực tế.
Nguồn:Enhanced Fire Protection: Improved Efficacy of ABPBI Over Aramids as the Outer Layer in Firefighter Suits， Do Hợp Nhuận hóa chất chỉnh lý.