화재는 항상 인간 사회에 가장 심각한 위협 중 하나였습니다. 건물, 운송 시스템, 섬유, 전기 제품 및 고분자 재료가 점점 더 널리 보급됨에 따라 향상된 화재 성능에 대한 요구도 계속해서 증가하고 있습니다.
난연성 재료와 완전히 불연성인-재료를 구별하는 것이 중요합니다. 난연-기술의 목적은 발화 가능성을 줄이고 화염 확산을 늦추며 열 방출을 제한하고 대피 및 소방에 더 많은 시간을 제공하는 것입니다.
고대 건물에 사용되는 점토 보호층부터 현대 팽창성 시스템, 나노복합체, 저연, 저독성-기술에 이르기까지 내화 재료 개발은-오랜 지속적인 탐구 과정이었습니다.
1. 고대 중국 방화재료 및 건물 보호
중국은 매우 초기 단계에서 화재 예방 방법을 모색하기 시작했습니다.
약 5,000~8,000년 전으로 거슬러 올라가는 간쑤성 진안(Qin'an)의 다디완(Dadiwan) 고고학 유적지에서 고대 건축자들은 대형 공공 건물의 나무 기둥 주위에 흙층을 깔고 목재 구조물 표면에 보호 시멘트질 재료를 적용했습니다. 이러한 관행은 건축 화재 예방의 초기 형태로 간주될 수 있습니다.
봄과 가을 기간 동안 사람들은 이미 작은 구조물을 제거하고, 큰 건물을 코팅하고, 분리 구역을 만드는 것이 화재 확산을 늦추는 데 도움이 될 수 있다는 것을 인식했습니다.
춘추전국시대에 중국의 철학자 묵자는 여러 가지 화재 예방 및 소방 조치를 제안했습니다. 여기에는 성문과 건물을 진흙으로 코팅하고, 삼베로 물을 운반하는 도구를 만들고, 가죽 용기를 사용하여 물을 담고, 방어 탑에 저수 시설을 설치하는 일이 포함되었습니다.
이러한 조치는 내화 표면 처리, 건물 설계 및 소방 장비를 결합한 초기 통합 접근 방식을 반영합니다.{0}}
원나라 때 농업과학자 왕진(Wang Zhen)은 자신의 연구에서 방화 건물에 관해 비교적 체계적인 논의를 제공했습니다.농슈, 또는농경서. 그는 다음과 같이 썼습니다.
불은 나무를 만나서 생기고, 물에 닿으면 꺼지고, 땅에 닿으면 꺼진다.
Wang Zhen은 또한{0}}파쇄된 벽돌, 점토, 동유, 숯가루, 석회 등의 재료를 찹쌀풀과 혼합하여 만든 내화 재료에 대해 기록했습니다. 이 재료는 표면 피복, 단열 및 보호 기능을 제공했으며 초기 중국 복합{2}}방화 코팅으로 간주될 수 있습니다.
이러한 역사적 관행은 아직 현대적인 난연성 화학 시스템을 구성하지는 않았지만, 공기로부터 가연성 물질을 격리하고, 열 전달을 줄이고, 가연성 기질을 덮고 직접적인 화염 노출을 방지하는 등 몇 가지 중요한 원칙을 이미 입증했습니다.
2. 초기 서양의 화염-지연 처리 기술 개발
서양의 난연 처리 기록은-고대까지 거슬러 올라갑니다.
고대 그리스의 역사적 기록에 따르면 목재는 인화성을 줄이기 위해 기원전 450년경에 명반 기반 용액으로 처리되었습니다. 나중에 로마인들은 처리액에 식초와 같은 물질을 첨가하여 처리 과정을 개선하여 처리액의 내구성과 효과를 높이는 데 도움을 주었습니다.
기원전 1세기에는 난연성 방법이 이미 군사 방어에 적용되었습니다. 명반- 기반 용액은 목재 요새를 처리하는 데 사용되었으며, 점토 및 섬유{3}}강화 재료로 만든 코팅은 화재로부터 목재 공성 장비를 보호하기 위해 적용되었습니다.
1638년 이탈리아의 무대 디자이너이자 건축가인 Nicola Sabbatini는 화재 위험을 줄이기 위해 극장 커튼에 사용되는 코팅에 점토와 석고를 첨가할 것을 제안했습니다. 이 응용 프로그램은 공공 건물의 화재 위험이 어떻게 난연 기술의 초기 개발을 촉진하는 데 도움이 되었는지 보여줍니다.-
1735년에 명반, 붕사, 황산제1철을 사용하여 목재와 직물을 처리하는 방법에 대한 영국 특허가 발행되었습니다. 18세기 후반에는 황산암모늄과 같은 화합물도 난연성 제제의 성분으로 연구되었습니다.-
3. 현대 화염-지연 과학의 형성
19세기는 경험에 기반한 방화 관행에서 과학 연구로의 중요한 전환을 의미합니다.-
1821년, 프랑스 화학자 JL Gay{3}}Lussac은 극장 커튼의 가연성을 줄이는 방법을 조사하라는 의뢰를 받았습니다. 그는 황산, 염산, 인산의 암모늄염이 대마와 아마포의 난연성을 향상시킬 수 있다는 것을 발견했습니다.
그는 또한 염화암모늄, 인산 및 붕사의 조합이 난연성 성능을 더욱 향상시킬 수 있음을 관찰했습니다.{0}}
이 연구는 난연성 섬유 및 제제에 대한 과학적 연구의 중요한 출발점으로 널리 알려져 있습니다.- 탈수 및 숯 형성을 촉진하기 위해 -인- 및 질소{4}}함유 화합물을 사용하는 기본 원리는 오늘날에도 난연 기술과 관련이 있습니다-.
1859년경에는 인산암모늄, 염화암모늄, 붕사, 황산암모늄 및 주석산염을 포함한 화합물이 직물 난연 처리에 추가로 적용되었습니다.
함침, 코팅, 섬유 표면의 무기 보호층 형성을 통해 직물의 연소 거동을 향상시킬 수 있습니다.
이 기간 동안 난연제 연구는 개별 물질 사용에서 복합 제제, 화학 반응 및 표면 처리 기술로 점차 전환되었습니다.-
4. 20세기 산업 발전
20세기에 플라스틱, 합성 고무, 합성 섬유의 급속한 성장과 함께 난연성 기술은 재료 산업에서 점점 더 중요한 부분이 되었습니다.
많은 고분자 물질은 발화하기 쉽고 빠르게 연소되며 많은 양의 열을 방출합니다. 결과적으로 화재 성능을 개선하는 것이 주요 기술적 과제가 되었습니다.
20세기 초에 염소처리 고무는 연구 및 산업화 단계에 들어갔습니다. 1913년경에는 주석산염과 암모늄염이 직물 난연 처리에 사용되었습니다.-
1930년대에는 염소화 파라핀과 산화안티몬을 기반으로 한 시너지 시스템이 난연성 재료에 사용되기 시작했습니다.- 할로겐화 화합물은 화염 내 자유{3}}라디칼 반응을 억제하는 데 도움이 되었으며, 산화안티몬은 효과를 향상시켰습니다.
이러한 시스템은 플라스틱, 고무, 코팅 및 직물 분야에서 수년 동안 널리 사용되었습니다.
같은 기간 동안 물유리 결합제와 미네랄 충전제를 기반으로 한 무기 방화 코팅이 나타나기 시작했습니다. 나중에 연구원들은 열에 의해 보호 탄화 층을 확장하고 형성하는 코팅을 개발하여 현대식 팽창성 방화 코팅-의 토대를 마련했습니다.
제2차 세계대전 중 난연성과 내수성을 모두 갖춘 군용 텐트와 캔버스 소재에 대한 수요로 인해 염소화 파라핀, 산화안티몬 및 결합제를 기반으로 한 난연성 코팅 시스템의 개발이 더욱 가속화되었습니다.
5. 팽창성 화염-지연 시스템의 개발
1940년대 후반에 연구자들은 특정 난연성 폴리머가 열이나 화재에 노출될 때 발생하는 팽창과 거품을 설명하기 위해 "팽창성"이라는 용어를 사용하기 시작했습니다.
대략 1948년과 1950년 사이에 팽창성 난연제 시스템의 기본 구조가 더욱 명확해지면서 산 공급원, 탄소 공급원 및 발포 공급원의 개념이 탄생했습니다.
·산 공급원탈수와 탄화를 촉진합니다.
·탄소원보호 숯층의 뼈대를 형성합니다.
·부는 소스숯을 다공성 구조로 팽창시키는 가스를 방출합니다.
재료가 화염이나 고온에 노출되면 팽창성 층이 기재를 덮고 열, 산소 및 가연성 분해 생성물의 전달을 제한합니다. 이렇게 하면 밑에 있는 물질의 가열과 연소가 느려집니다.
1970년대에 연구자들은 폴리머 연소 중에 안정적인 차르 층이 형성되면 난연성 성능이 크게 향상될 수 있음을 추가로 입증했습니다.-
따라서 숯의 보호 효과는 응축-상 난연제 이론의 중요한 부분이 되었습니다.-
1989년에 G. Camino와 다른 연구자들은 팽창성 난연제 시스템에 대한 체계적인 연구를 발표하여 이론적 이해와 실제 적용을 모두 향상시키는 데 도움을 주었습니다.
6. 고성능 복합 시스템으로의 전환-
1950년대 이후에는 반응성 난연성-모노머와 난연성-수지가 등장하기 시작했습니다.
첨가제 난연제와 달리 반응성 난연제는 폴리머의 분자 구조에 화학적으로 통합될 수 있습니다. 이를 통해 내구성을 향상시키고 사용 중 난연성 구성 요소의 이동 또는 손실을 줄일 수 있습니다-.
1960년대부터 다양한 방향족 할로겐화 난연제가 상업적으로 사용되기 시작했고, -난연 재료가 점차 대규모 산업 생산으로 옮겨갔습니다.-
1980년대 나노복합재료의 개발은 난연성 연구에 새로운 방향을 열었습니다.-
일부 나노재료는 열 안정성을 향상시키고 보호층 형성을 촉진하며 상대적으로 낮은 로딩 수준에서 열-방출 및 질량-손실률을 줄일 수 있습니다.
최신 난연성-재료는 일반적으로 더 이상 단일 첨가제에 의존하지 않습니다. 대신 다음을 포함한 여러 메커니즘을 결합합니다.
· 기체상의 연소 연쇄 반응을 억제합니다.
· 응축 단계에서 숯 형성을 촉진합니다.
· 절연층을 통한 열 전달을 줄입니다.
· 무기 장벽으로 산소와 가연성 가스의 이동을 제한합니다.
· 연기-억제 시스템을 통해 연기를 줄입니다.
· 나노물질을 사용하여 숯 구조 및 열 안정성을 개선합니다.
7. 화재 안전 개선을 위한 규정 및 표준
20세기 후반에는 플라스틱, 합성고무, 합성섬유가 건축, 교통, 가구, 전기제품, 소비재 등에 널리 사용됐다.
동시에, 폴리머 재료와 관련된 화재 위험에 대한 관심이 높아지고 있습니다.
1960년대부터 미국, 유럽 및 기타 지역에서는 재료의 가연성과 관련된 산업 요구 사항, 제품 표준 및 안전 규정을 점차적으로 도입했습니다.
따라서 난연성 개선은 제조업체의 자발적인 조치에서 특정 제품에 대한 필수 시장 접근 요구사항으로 발전했습니다.-
오늘날 난연성 및 내화성-요구사항은 다음과 같은 다양한 산업에 적용됩니다.
· 건축 및 건축 자재;
· 직물;
· 가구 및 매트리스;
· 자동차 및 철도 운송;
· 항공우주;
· 전선 및 케이블;
· 전기 및 전자 장비;
· 새로운-에너지 배터리 시스템.
다양한 적용 분야에는 다양한 수준과 유형의 화재 성능이 필요합니다.
발화 저항성 외에도 재료의 화염 확산, 열 방출, 연기 생성, 독성, 화염 방울, 회로 무결성, 내화성 및 장기 내구성을 평가해야 할 수도 있습니다.-
8. 난연성-재료의 실용 가치
난연성-기술의 목적은 어떤 조건에서도 재료가 절대 타지 않는다는 것을 보장하는 것이 아닙니다.
그 가치는 연소 동작을 제어하고 화재가 시작되거나 확산되거나 더욱 심각해질 가능성을 줄이는 데 있습니다.
효과적인 난연 설계는{0}}점화 및 화염 확산을 지연시키고, 열 방출 속도를 줄이고, 재료 손실을 제한하고, 대피, 소방 및 재산 보호에 더 많은 시간을 제공할 수 있습니다.
화재-안전 요구 사항이 계속 발전함에 따라 최신 난연 기술은 화재 성능과 연기 억제, 낮은 독성, 환경 적합성, 내구성 및 기계적 특성의 균형을 맞추는 데 더욱 중점을 두고 있습니다.
따라서 난연성-성능은 재료 이름, 화학 성분 또는 공급업체 선언만으로 판단하기보다는 표준화된 테스트를 통해 검증되어야 합니다.
