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用物理或化學方法提高木材抗燃能力的方法。目的是阻緩木材燃燒,以預防火災的發生,或爭得時間,快速消滅已發生的火災。木材的碳氫化合物含量高,是易燃材料。迄今尚無使木材在靠近火源時不燃燒的方法。木材阻燃的要求是降低木材燃燒速率。減少或阻滯火焰傳播速度和加速燃燒表面的炭化過程。這對建築、造船、車輛製造等工業部門至為重要。

1 木材阻燃 -木材阻燃

 

2 木材阻燃 -正文

  
  概況 公元前4世紀,古羅馬人已知用醋液,以後又用明礬溶液浸泡木材,以增強其抗燃性。在古希臘、埃及和中國,也有用海水、明礬和鹽水浸漬,以提高木材阻燃性能的。但直到15~16世紀,阻燃處理的方法都比較簡單。到17~18世紀才開始有獲得專利的阻燃劑和處理方法。但木材阻燃作為工業技術則遲至19世紀末20世紀初才首先在歐美一些工業先進的國家得到發展,並形成了阻燃處理工業。20世紀40年代,戰爭的需要加速了這一工業的發展;50~60年代的阻燃劑仍以無機鹽類為主,但採用了更多的、新的複合型阻燃劑,增強了阻燃效果。60年代以後有機型阻燃劑、特別是樹脂型阻燃劑得到發展,為克服無機鹽類易流失、易吸濕等缺點提供了可能。
  木材燃燒和阻燃機理  當木材遇100℃高溫時,木材中的水分開始蒸發;溫度達180℃時,可燃氣體如一氧化碳、甲烷、甲醇以及高燃點的焦油成分等開始分解產生; 250℃以上時木材熱解急劇進行,可燃氣體大量放出,就能在空氣中氧的作用下著火燃燒;400~500℃時,木材成分完全分解,燃燒更為熾烈。燃燒產生的溫度最高可達900~1100℃。
  木材燃燒時,表層逐漸炭化形成導熱性比木材低(約為木材導熱係數的1/3~1/2)的炭化層。 當炭化層達到足夠的厚度並保持完整時,即成為絕熱層,能有效地限制熱量向內部傳遞的速度,使木材具有良好的耐燃燒性。利用木材這一特性,再採取適當的物理或化學措施,使之與燃燒源或氧氣隔絕,就完全可能使木材不燃、難燃或阻滯火焰的傳播,從而取得阻燃效果。
  木材阻燃方法 包括化學方法和物理方法。
  化學方法  主要是用化學藥劑,即阻燃劑處理木材。阻燃劑的作用機理是在木材表面形成保護層,隔絕或稀釋氧氣供給;或遇高溫分解,放出大量不燃性氣體或水蒸氣,沖淡木材熱解時釋放出的可燃性氣體;或阻延木材溫度升高,使其難以達到熱解所需的溫度;或提高木炭的形成能力,降低傳熱速度;或切斷燃燒鏈,使火迅速熄滅。良好的阻燃劑安全、有效、持久而又經濟。
  根據阻燃處理的方法,阻燃劑可分為兩類:①阻燃浸注劑。用滿細胞法注入木材。又可分為無機鹽類和有機兩大類。無機鹽類阻燃劑(包括單劑和復劑)主要有磷酸氫二銨【(NH4)2HPO4)】、磷酸二氫銨(NH4H2PO4)、氯化銨(NH4Cl)、硫酸銨【(NH4)2SO4】、磷酸(H3PO4)、氯化鋅 (ZnCl2)、硼砂(Na2BaO7·10H2O)、硼酸(H3BO3)、硼酸銨【(NH4)2B4O7·4H2O】以及液體聚磷酸銨等。有機阻燃劑(包括聚合物和樹脂型)主要有用甲醛、三聚氰胺、雙氰胺、磷酸等成分製得的MDP阻燃劑,用尿素、雙氰胺、甲醛、磷酸等成分製得的UDFP胺基樹脂型阻燃劑等。此外,有機鹵化烴一類自熄性阻燃劑也在發展中。②阻燃塗料。噴塗在木材表面。也分為無機和有機兩類:無機阻燃塗料主要有硅酸鹽類和非硅酸鹽類。有機阻燃塗料主要可分為膨脹型和非膨脹型。前者如四氯苯酐醇酸樹脂防火漆及丙烯酸乳膠防火塗料等;後者如過氯乙烯及氯苯酐醇酸樹脂等。
  物理方法  從木材結構上採取措施的一種方法。主要是改進結構設計,或增大構件斷面尺寸以提高其耐燃性;或加強隔熱措施,使木材不直接暴露於高溫或火焰下:如用不燃性材料包復、圍護構件,設置防火牆,或在木框結構中加設擋火隔板,利用交叉結構堵截熱空氣循環和防止火焰通過,以阻止或延緩木材溫度的升高等。
  工業發達國家的木材防火或阻燃處理以化學方法佔主要地位;而中國以往則多以結構措施為主,近年來化學方法也有一定的發展。隨著高層建築、地下建築的增多,航空及遠洋運輸事業的發展,以及古代建築和文物古迹的維修保護等的日益受到重視,木材防火和阻燃處理的應用和改進將成為迫切需要。

 

3 木材阻燃 -配圖

 

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