Почему арамид не горит? Анализ его внутреннего механизма огнестойкости ( ВО )

Основная причина, по которой арамид не горит, заключается в его уникальном «присущем ему огнестойком свойстве» ( ВО ). Это обусловлено.. ароматическая кольцевая структура в своей молекулярной структуре, которая обладает чрезвычайно высокой энергией связи. Эта жесткая структура исключительно стабильна при высоких температурах, что приводит к ее.. не плавиться и не капать (у него нет температуры плавления). При воздействии пламени поверхность арамидного волокна быстро обезвоживается и образует плотный слой обугливаниячто эффективно изолирует от тепла и блокирует доступ кислорода, тем самым прерывая цепную реакцию горения.

Эта постоянная безопасность, обусловленная свойствами материала, является принципиальным отличием арамида от обычных материалов, обработанных огнезащитным составом (например, обработанного хлопка). Чтобы полностью понять место арамида и его преимущества в семействе высокоэффективных волокон, пожалуйста, ознакомьтесь с нашим авторитетным руководством по заполнителям: Арамидная ткань: подробное руководство от молекулярной структуры до максимальной огнестойкости.

«Внутренняя безопасность» арамида: взгляд на его молекулярную структуру

Чтобы понять огнестойкость арамида, необходимо углубиться в его молекулярный уровень. Секрет арамида (ароматического полиамида) скрыт в его химическом названии.

1. Ароматические кольца: краеугольный камень стабильности

Молекулярный каркас арамида состоит из многочисленных жестких структур ароматические кольца (например, бензольные кольца)Бензольное кольцо представляет собой высокостабильную химическую структуру с чрезвычайно высокой энергией углерод-углеродной связи. Для разрыва этих связей при высоких температурах или в пламени требуется огромная энергия. В отличие от этого, алифатические цепи (-CH₂-CH₂-) обычных полимеров (таких как полиэстер или нейлон) имеют более низкую энергию связи и легко разрываются при высоких температурах, образуя легковоспламеняющиеся газы.

2. Амидные связи: жесткая связь

Эти ароматические кольца прочно связаны между собой амидные связи (-CONH-)Эти связи обеспечивают очень прочное и жесткое соединение, благодаря чему вся полимерная цепь трудно смещается или скручивается. Такая жесткая структура дополнительно повышает общую термическую стабильность материала.

Расшифровка ядра: четыре синергетических огнестойких механизма арамида

При контакте арамидного волокна с пламенем оно не «сопротивляется» горению, а «прекращает» его посредством ряда сложных физических и химических реакций. Этот процесс основан на четырех основных механизмах:

1. Чрезвычайно высокая температура разложения (термостойкость)

Обычные волокна (например, хлопок) начинают разлагаться и гореть при температуре около 250 °C. Температура термического разложения арамида чрезвычайно высока. Удельная температура разложения структуры мета-арамида и пара-арамида Оба волокна немного различаются по термостойкости, но значительно превосходят обычные волокна:

• Мета-арамид: Температура разложения составляет около 370 °C.
• Пара-арамид: Температура разложения может превышать 500 °C.

Это означает, что при пожаре арамид может дольше сохранять свою структурную целостность, что дает драгоценное время для эвакуации или проведения операций.

2. Не плавится, не капает (важнейшая функция безопасности)

Многие распространенные синтетические волокна (например, полиэстер и нейлон) быстро плавятся при нагревании, образуя обжигающие расплавленные капли. Эти капли не только вызывают сильные ожоги кожи, но и попадают на другие поверхности, вызывая «вторичное воспламенение» и ускоряя распространение огня. Арамид не имеет температуры плавления; он Обугливание происходит только при высоких температурах, и капли никогда не капают, что в корне устраняет эту угрозу безопасности.

3. Защита слоя карбонизации (основной барьер)

Это важнейший механизм огнезащиты арамида. Когда пламя касается поверхности волокна, арамид быстро подвергается реакциям дегидратации и сшивания, образуя плотный, изолирующий черный слой слой угляЭтот слой обугливания действует как «огненный щит», обеспечивая одновременно три вида защиты:

1. Блокирует доступ кислорода: Плотный слой углерода препятствует проникновению кислорода из воздуха внутрь волокна, прерывая окислительную реакцию, необходимую для горения.
2. Обеспечивает теплоизоляцию: Обугленный слой обладает превосходными теплоизоляционными свойствами, замедляя передачу внешнего тепла к внутренним волокнам и защищая внутреннюю структуру.
3. Подавляет воспламеняющиеся газы: Это предотвращает утечку небольших количеств легковоспламеняющихся газов, образующихся в результате термического разложения внутри волокна, и их дальнейшее распространение.

Когда источник пламени удаляется, цепная реакция горенияtelпрерывается из-за недостатка тепла и кислорода, и пламя быстро гаснет.

4. Инертные продукты разложения (низкое дымообразование, нетоксичные)

В процессе термического разложения арамид преимущественно образует инертные газы, такие как водяной пар, углекислый газ и азот. Эти газы не поддерживают горение и, фактически, способствуют снижению концентрации кислорода в зоне пламени. Что еще более важно, арамид является без галогенов Этот материал отличается высоким качеством и не выделяет высокотоксичных диоксинов или коррозионных газов, что делает его превосходным материалом экологические характеристики и характеристики безопасности.

Сравнительный анализ характеристик: воспламеняемость арамидных и обычных волокон

Ключевым показателем для измерения воспламеняемости материала является Индекс ограниченного содержания кислорода (LOI), что представляет собой минимальную концентрацию кислорода, необходимую для поддержания горения (воздух содержит около 21% кислорода). Чем выше показатель LOI, тем сложнее материалу сгореть.

Волокнистый материал	Индекс ограниченного содержания кислорода (LOI) %	Характеристики горения	Тип FR
Арамид	28 – 31	Обугливается, не капает, самозатухает	Внутренний FR ( ВО )
Обычный хлопок	18 – 20	Воспламеняющийся, непрерывно горящий, с послесвечением	Не-FR
Полиэстер	20 – 22	Легковоспламеняющееся вещество, плавится и капает, способствует распространению огня	Не-FR
Хлопок, обработанный огнезащитным составом	28 – 32	Может самозатухать, но при этом происходит разрушение угольной корки	Обработанный FR

В таблице показано, что показатель LOI арамида аналогичен показателю LOI высококачественного хлопка, обработанного огнезащитным составом, но преимущество арамида заключается в его «внутренних» свойствах, значительно превосходящих последние по прочности и устойчивости к обугливанию.

Авторитетная проверка: какие стандарты подтверждают качество арамидной продукции?

Огнестойкость арамидной ткани должна соответствовать самым строгим мировым стандартам пожарной безопасности для использования в различных областях промышленное, электротехническое и противопожарное применениеАрамидные ткани обычно соответствуют следующим требованиям стандарты пожарной безопасности ткани:

• NFPA 2112: Стандарт по защите промышленного персонала от внезапных возгораний.
• EN 11612: Европейский стандарт защитной одежды от воздействия тепла и пламени.
• NFPA 701: Вертикальное испытание на огнестойкость противопожарных завес в общественных местах.
• ASTM D6413: Стандартный метод испытания вертикальным пламенем для измерения длины обугливания, послепламенного пламени и послесвечения.

Заключение: Почему стоит выбрать арамид?

Устойчивость арамида к горению обусловлена ​​его высокостабильной ароматической химической структурой, высокой температурой разложения, не растеканием и критически важным механизмом защиты в виде обугленного слоя, которые работают согласованно. Это делает его идеальным выбором для обеспечения безопасности в таких областях применения, как противопожарные костюмы, защита от электрической дуги, интерьеры аэрокосмической техники и промышленная изоляция.

Часто задаваемые вопросы