消防中的纳米技术综述.pdf

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1、消防中的纳米阻燃技术摘要：本文主要论述了消防领域中的阻燃技术，特别是对纳米材料在阻燃技术的应用做了详细的介绍，最后对我国纳米技术在消防领域的研究提出了自己的看法。关键字：火灾，消防，阻燃技术，纳米，纳米材料，国际合作。火灾伴随火的发明和利用而产生，与人类文明的发展有着密切的关系。随着经济社会的发展和人类活动方式的改变，火灾的发生相应呈现出一定的变化规律和特征。随着经济社会的发展，火灾损失呈上升趋势,可以说，经济社会的快速发展也带来了较为严重的消防问题，据统计，我国13年间火灾起数和火灾损失分别增长4.6倍和2.2倍。与发达国家

2、相比，中国工业化和城市化发展水平以及火灾起数与损失都还较低，随着中国的快速发展，火灾还有一个潜在的上升空间。我国现在是经济高速发展的时期，据国际经验来说，这时也是安全事故易发期和群死群伤事故高发期。最明显的一个例子就是发生在今年的11月15日发生在上海的特别重大火灾事故，目前已造成58人死亡，还有70人正在医院接受治疗。因此，深入研究和分析火灾随经济社会发展的变化规律，积极预防和控制恶性火灾事故的发生，在今后相当长一段时期内的仍将是重要任务。在控制火灾的发生、减少火灾的影响方面，新型的防火材料以其产品安全与实用性，持久耐用性，

3、能够节省能源、资源与成本的特点，正在迅速的发展中，特别是防火涂料技术发展。防火涂料关键部分是阻燃剂。大多数聚合物材料是易燃物质，阻燃技术是针对聚合物材料而采用的一种防护措施，即阻止材料的燃烧，延缓火焰的蔓延及控制火灾的范围，因而阻燃剂的开发和应用受到极大的重视。阻燃技术包括阻燃剂及阻燃材料的制备及工艺，阻燃机理的研究等方面。阻燃剂是高分子材料加工的重要助剂之一，加入后能使合成材料具有难燃性、自熄性和消烟性。但是目前使用的阻燃剂带有明显的负面效应：一方面，可使材料获得良好阻燃效果的传统含卤阻燃剂释放出大量的烟雾和卤化氢气体刺激眼

4、睛和呼吸系统，以及不完全燃烧产生CO，造成“二次灾害”，(火灾事故死亡的人中90％以上是因为高分子材料燃烧时散发出的烟雾和毒性气体窒息而死，并非明火烧身)；另一方面，阻燃剂添加量的增大影响一些材料的机械性能，给这些材料的使用带来一定的问题。于是，开发具有无卤化、抑烟化、无有毒气体化和超细化的阻燃性能的高分子材料成为当今高分子材料领域中的一个重要课题。其中纳米技术在传统阻燃材料中的应用为阻燃技术开辟了一个新领域，纳米技术的出现，为消防开拓了崭新的防火、灭火技术领域。纳米是一种长度单位，1纳米等于十亿分之一米，大约三、四个原子的宽

5、度。纳米技术是用单个原子、分子制造物质的科学技术，它是现代科学(混沌物理、量子力学、介观物理、分子生物学)和技术(计算机技术、微电子和扫描隧道显微镜技术、核分析技术)结合的产物。作为21世纪新兴的一门前沿科学技术，它将对诸多技术领域产生巨大的影响。消防技术作为一门多学科融合的边缘学科，纳米技术将从不同方面对消防技术带来深远的革命性的变化。纳米粒子也叫超微颗粒材料，一般是指尺寸在1—100纳米间的粒子，是处在原子簇和宏观物体交界的过渡区域，它将显示出许多既不同于宏观世界又不同于微观世界的奇异特性。比如水和油是不相溶的，无论宏观尺

6、度的水还是微观尺度的水都和油是不相溶的。但是到了纳米尺度，它就能够相溶，并且相溶得很好，成了热力学的稳定相。无论温度变化、振动还是添加化学原料，它都能够稳定下来。由纳米粒子组成的材料称为纳米材料，是目前材料研究的一个热点：它从根本上改变了材料的结构，为克服材料学领域中长期未能解决的问题开辟了新的途径。比如，运用纳米技术可以使陶瓷具有象金属一样的柔韧性和可加工性；根据纳米材料的光学特征，使雷达的分辨率能力提高几百倍；将纳米材料加入化妆品中，则可以有效遮蔽紫外线；在医学上用纳米微粒进行细胞分离，并设想用纳米技术制造出分子机器人，在

7、血液中循环，对人体的各个部位进行检查、诊断并实施特殊治疗。此外，纳米技术在微电子学、生物工程和分子组装等方面都有着广泛的应用前景。纳米技术作为一种极具市场应用前景的新兴科学技术，同样将对消防技术产生极大的影响力。无机添加型阻燃剂阻燃剂中无机物氢氧化铝(简称ATH)和氢氧化镁(简称MDH)占支配地位，为48％，其阻燃作用主要表现在对燃烧的隔绝、冷却和稀释效应。氢氧化镁为无毒阻燃剂，具有阻燃、消烟、阻滴、填充、安全、价低等优点，具有热稳定性高、高效的促基材成碳作用和强除酸能力等特性，其在340-490℃间分解为氧化镁，并且吸收44

8、．8kj／mol的热量，从而抑制聚合物材料的燃烧。国内关于镁基高抑烟纳米阻燃剂方面做了一定的研究，通过研究纳米LDH(水滑石)和纳米Mg(OH)2无机阻燃剂对环氧树脂、聚氯乙烯、聚乙烯电缆料及尼龙6/聚丙烯体系的阻燃效果，得出：纳米LDH(水滑石)和纳米Mg(OH)2对环氧树