Огнеопасна ли полиэстеровая ткань? Подробный анализ: от «огнеопасности» до «огнестойкости»

Полиэстер — одно из самых распространённых синтетических волокон в мире, известное своей прочностью, универсальностью и доступностью. Он служит основой для широкого спектра продукции: от одежды (например, рубашек и спортивной одежды) и предметов домашнего обихода (например, штор и постельного белья) до промышленных изделий, таких как верёвки и брезент. Однако, когда речь идёт о пожарной безопасности, не весь полиэстер одинаково эффективен.

Ввиду его широкого применения крайне важно понимать его огнестойкость. Для начала необходимо прояснить ключевой момент: речь идёт о «обычном полиэстере (неогнестойком полиэстере)» или о «огнестойком полиэстере (ОГ-ПЭТ)»? Эти два материалаtelразные по своим показателям пожарной безопасности: первый — горючий, второй — огнестойкий.

Обычный полиэстер (ПЭТ) сам по себе является воспламеняющийся и является «плавким» материалом. В отличие от него, огнестойкий полиэстер приобретает свои самозатухающие свойства благодаря технической модификации. В этой статье с помощью научных показателей будут подробно описаны существенные различия между этими двумя типами полиэстера.

Основные выводы:

• Обычный Полиэстер (ПЭТ) огнеопасен: Его предельный кислородный индекс (ПКИ) составляет всего 20–21 %, чего достаточно, чтобы он загорелся на обычном воздухе (21 % кислорода), расплавился и капал.
• Огнестойкий ПЭТ (FR-PET) является самозатухающим: Техническая модификация увеличивает его ПКИ до >28%, что означает, что он не может поддерживать горение на обычном воздухе и будет самозатухать.
• LOI — ключевая метрика: «Показатель» LOI определяет воспламеняемость. Всё, что требует >26% кислорода, обычно считается огнестойким.

Обычный полиэстер (неогнестойкий полиэстер) — легковоспламеняющийся материал.

Химическая структура и температура возгорания

Неогнестойкий полиэстер (ПЭТ) – термопластичное синтетическое волокно, получаемое поликонденсацией терефталевой кислоты (ТФК) и этиленгликоля (ЭГ). Он не обладает природными огнезащитными свойствами и классифицируется как горючее волокно. Температура его воспламенения составляетtel485–560 °C, а температура самовоспламенения – около 630 °C.

Характеристики горения: плавление и капание

Горючесть полиэстера, не содержащего огнестойких добавок, характеризуется «плавлением-горением». При воздействии огня он сначала размягчается, плавится, усаживается и капает. Эти горячие расплавленные капли могут вызвать вторичное возгорание при попадании на другие горючие материалы или сильные ожоги. После удаления источника пламени он обычно продолжает гореть ещё некоторое время, прежде чем погаснуть; он не является самозатухающим.

Научная основа: предельный кислородный индекс (ПКИ)

Предельный кислородный индекс (ПКИ) — один из самых распространённых и интуитивно понятных научных показателей для оценки пожаробезопасности материала. Его можно сравнить с «показателем пожарной безопасности»: чем выше показатель, тем безопаснее материал.

Во-первых, разберитесь в роли LOI: о чем он нам Tel?

А роль LOI очень прост: он telнам насколько «зависим» материал от кислорода для своего горения.

Мы все знаем, что огню необходим кислород. В воздухе, которым мы дышим, содержится около 21% Кислород. 21% — это проходной балл.

Что означает этот «счет» (число)?

Номер LOI (или «оценка») представляет собой: «Минимальный процент кислорода, необходимый материалу для воспламенения и поддержания горения».

Сравнение этого показателя с 21% (содержанием кислорода в воздухе) делает его значение совершенно ясным:

• LOI > 26% (высокий балл = огнестойкий): Это значение означает, что для его горения необходимо более 26% кислорода.
  Проще говоря: В воздухе содержится всего 21% кислорода, чего «недостаточно» для горения. Поэтому в обычном воздухе его либо очень трудно воспламенить, либо он гаснет сам по себе при удалении источника пламени. Это называется «антипиреном».
• LOI ≤ 21% (низкий балл = огнеопасно): Это значение означает, что для поддержания горения требуется всего 21% или даже меньше кислорода.
  Проще говоря: Кислорода в воздухе «более чем достаточно» для горения. Поэтому, воспламенившись, он может использовать кислород воздуха для поддержания горения. Это называется «горючим».

Позиция Polyester LOI: просто «огнеопасно»

На основе этого стандарта, Неогнестойкий полиэстер (ПЭТ) имеет LOI около 20–21 %.

Это число четко классифицирует его как горючее волокно. Поскольку количество кислорода, необходимое для поддержания горения, равно содержанию кислорода в воздухе (или даже меньше), он может гореть на воздухе непрерывно.

Характеристики горения негорючего полиэстера

При горении негорючего полиэстера проявляются следующие типичные характеристики, которыеtelотличаются от характеристик натуральных волокон, таких как хлопок. О том, является ли хлопковая ткань горючей, вы можете прочитать: Огнеупорен ли хлопок? Раскрываем правду о его огнестойкости.

Свойство	Поведение
Горящее государство	Плавится и капает, сопровождаясь черным дымом
Цвет пламени	Желтый с синим краем
Запах	Ароматный запах (похож на запах горящего пластика)
Остаток	Черные, твердые, похожие на шарики комки (обугленные капли)
Самозатухающее свойство	Не является самозатухающим (продолжает гореть некоторое время после удаления пламени)

Сравнение: LOI и воспламеняемость полиэстера по сравнению с другими волокнами

Сравнение негорючего полиэстера с огнестойким полиэстером и другими распространенными волокнами наглядно демонстрирует его классификацию по пожароопасности:

Материал	% LOI	Рейтинг воспламеняемости	Поведение при горении
Хлопок	17–18	Легковоспламеняющийся	Горит быстро, не плавится и не капает, дым серовато-белый.
Неогнестойкий полиэстер (ПЭТ)	20–21	Легковоспламеняющийся	Плавится и капает, черный дым
Акрил (немодифицированный)	18-20	Очень огнеопасно	Яркое пламя, быстро сгорает
Вискоза FR	26–30	Огнестойкий	Самозатухает при удалении пламени
Арамид	≥ 28–30	Огнестойкий	Не плавится и не капает, самозатухает.
Огнестойкий полиэстер (FR-PET)	≥ 28–35+	Огнестойкий / Самозатухающий	Не образует расплавленных капель, гаснет при удалении пламени.

Технология модификации огнестойкости полиэстера

Для преобразования горючего негорючего полиэстера (ППИ 20–21%) в огнестойкий полиэстер (ППИ > 28%) требуются специальные технологические процессы. Существует два основных метода:

1. Огнезащитная отделка (местная обработка)

Это технология, при которой антипирены (например, на основе фосфора или галогенов) «добавляются» на поверхность готовой ткани путем погружения, покрытия или связывания смолой.

• Преимущества: Более дешевый, зрелый процесс.
• Недостатки: Неустойчив к стирке. При многократной стирке антипирены теряют свою эффективность, что приводит к снижению или полному исчезновению огнезащитного эффекта.

2. Модификация с учетом изначальной огнестойкости (Inherent FR)

Также известно как окрашивание в растворе или сополимеризационная модификация. Этот процесс включает введение огнестойких мономеров (например, соединений на основе фосфора или азота, например, ДОФО, CP) в молекулярную цепь полиэфира на этапе полимеризации (до формования).

• Преимущества: Огнестойкие свойства волокна становятся постоянными. Поэтому оно чрезвычайно устойчиво к стиркам и не теряет своих свойств. Обычно оно самозатухает и не образует капель.
• Недостатки: Более высокая стоимость, чем местная отделка.
• Типичные бренды: Begoodtex® ВО Полиэстер.

Заключение

На основании вышеприведенного анализа вывод относительно пожаробезопасности полиэстера очевиден:

1. Неогнестойкий полиэстер (ПЭТ): Это легковоспламеняющийся материал. Его предел прочности составляет всего 20–21%, чего вполне достаточно для возгорания на воздухе. Его горючесть характеризуется плавлением и выделением чёрного дыма, что представляет опасность возгорания.
2. Огнестойкий полиэстер (FR-PET): Это огнестойкий материалБлагодаря внутренней модификации или отделке его показатель LOI повышается до 28% и выше, что позволяет ему самозатухать и не капать, что соответствует строгим стандартам пожарной безопасности, таким как B1 или NFPA 701.

FAQ (часто задаваемые вопросы)