無(wú)機(jī)纖維噴涂范文
時(shí)間:2023-03-29 19:48:23
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篇1
一、前言
目前市場(chǎng)上的防火保溫隔熱材料有巖棉、擠塑板、聚氨酯發(fā)泡、玻化微珠保溫砂漿等,與這些保溫材料相比,無(wú)機(jī)纖維材料因其質(zhì)輕、無(wú)毒無(wú)味、隔熱、耐火、隔音性能都相當(dāng)不錯(cuò)而更占優(yōu)勢(shì),這也是近年來(lái)無(wú)機(jī)纖維噴涂得以廣泛應(yīng)用的重要原因。近幾年建筑保溫引起的火災(zāi)頻發(fā),由以央視新址北配樓大火為大家所熟知,這些頻發(fā)的火災(zāi)導(dǎo)致國(guó)內(nèi)建筑界日益重視保溫材料的防火等級(jí)。無(wú)機(jī)纖維噴涂保溫材料防火A級(jí)的優(yōu)勢(shì)非常引人注意。在這樣的形勢(shì)下,無(wú)機(jī)纖維噴涂在保溫領(lǐng)域發(fā)展非常迅速且很快形成較大市場(chǎng)。另外無(wú)機(jī)纖維噴涂還有著良好的環(huán)保性能,且施工方便,其外部裝飾特別美觀,其他材料基本無(wú)法與其相媲美。
無(wú)機(jī)纖維噴涂產(chǎn)品為人們的生活帶來(lái)更加環(huán)保節(jié)能、更加優(yōu)質(zhì)和舒適的美好環(huán)境。
二、工法特點(diǎn)
1 無(wú)機(jī)纖維材料材質(zhì)特點(diǎn):(1)質(zhì)輕、無(wú)毒無(wú)味;吸音,可提高音效;(2)防火保溫性能:無(wú)機(jī)纖維材料,A級(jí)防火,可實(shí)現(xiàn)5h以上高耐火極限保護(hù)具有防火性能;(3)高效隔熱保溫節(jié)能作用:無(wú)機(jī)纖維噴涂的導(dǎo)熱系數(shù)只有0.035W/m℃,而其他材料的導(dǎo)熱系數(shù)相對(duì)較高;(4)抑菌環(huán)保;耐候性好;干燥使用快捷。
2無(wú)機(jī)纖維還有裝飾效果,表面可進(jìn)行不同顏色的處理,可與其它材料復(fù)合使用,增加美觀和裝飾效果。
3無(wú)機(jī)纖維主要采用噴涂式施工,適用于任何復(fù)雜及異型結(jié)構(gòu)表面,可直接噴涂于鋼材、混凝土、玻璃等材料表面。
三、適用范圍
1適用于建筑物、隧道的防火保護(hù),尤其是耐火極限要求較高鋼結(jié)構(gòu)的防火保護(hù)。
2適用于建筑物的吸音保溫和機(jī)械設(shè)備的保溫節(jié)能。
3適用于體育館、演播廳、博物館、工業(yè)廠房、地下車庫(kù)等。
四、工藝原理
通過(guò)專用設(shè)備,對(duì)普通無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行特殊工藝處理后,采用高壓風(fēng)機(jī)通過(guò)管路輸送到專用設(shè)備的噴頭,與專用粘合劑無(wú)機(jī)纖維噴涂專用膠混合后噴涂至基體表面,以形成一層均勻無(wú)接縫,干燥后有一定硬度及粘結(jié)強(qiáng)度并具有裝飾效果的多功能絕熱涂層。可滿足吸音、保溫、防火保護(hù)的要求。
五、施工工藝流程和操作要點(diǎn)
1噴涂前的準(zhǔn)備
5.1.1噴涂基體表面處理
1.對(duì)基體表面進(jìn)行處理,確保基體適合噴涂作業(yè)。
2.纖維噴涂施工應(yīng)在噴涂基體表面安裝的其他各類吊掛件、開孔和拉鉚安裝后進(jìn)行。
5.1.2噴涂施工準(zhǔn)備
1.與圖紙核對(duì)校驗(yàn),確定噴涂和非噴涂部位。
2.安置噴涂機(jī)械、調(diào)驗(yàn)噴涂主機(jī),保持運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定均勻。
3.調(diào)驗(yàn)噴涂膠泵,保持壓力穩(wěn)定均勻,聯(lián)合調(diào)試主機(jī)和液泵系統(tǒng),并進(jìn)行局部試噴。
4.施工區(qū)拉設(shè)施工警戒線,嚴(yán)禁非施工人員進(jìn)入穿行。
5.2總體工藝流程
基底預(yù)噴 噴涂施工 整形 清理
5.2.1基底預(yù)噴:噴涂棉和粘接劑混合噴涂之前,應(yīng)使用已配好的噴涂粘接劑預(yù)噴基面。
5.2.1噴涂施工:按要求一次噴涂到預(yù)定厚度;如厚度不能滿足,則須進(jìn)行補(bǔ)噴。
5.2.3整形:用特制的壓板或輥筒對(duì)已噴涂好的纖維棉層進(jìn)行整形;應(yīng)壓至設(shè)計(jì)厚度(可使用特制釘板或針尺測(cè)量厚度),并使表面平整。
5.2.4清理:現(xiàn)場(chǎng)回彈料清理;防護(hù)遮擋材料拆除;作業(yè)面成品擦拭清理。
5.3噴涂施工工藝
5.3.1調(diào)整工作風(fēng)壓和給料裝置,使纖維棉輸出率適宜,出棉量宜控制為0.8~1.25kg/min。
5.3.2保證纖維棉給料均勻,攪拌速度應(yīng)均勻穩(wěn)定。
5.3.3調(diào)節(jié)好水和膠量,按規(guī)范比例進(jìn)行配比,比例為膠:水=1:10。
5.3.4噴涂角度應(yīng)保持在60o~90 o之間,以便獲得較大的壓實(shí)力和最小的回彈,噴嘴應(yīng)在循環(huán)形范圍內(nèi)做迂回直線連續(xù)移動(dòng),以保證噴涂均勻連續(xù)。
5.3.5正確掌握噴涂順序:角隅處及檁條背面不應(yīng)出現(xiàn)空洞或疏松,該部分應(yīng)先噴涂或人工填塞。
5.3.6及時(shí)清除被噴面上的空洞或疏松,以便修補(bǔ)噴涂。;
5.3.7每次結(jié)束噴涂工作,須認(rèn)真清洗噴嘴。
5.3.8噴涂后的部位平整,即在纖維固化前用壓板進(jìn)行壓平整形處理。
5.3.9噴涂后的絕熱纖維噴涂層應(yīng)保持良好的通風(fēng)、干燥維護(hù),固化72小時(shí)后可進(jìn)行修整。
5.3.10對(duì)噴涂后的施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)及時(shí)清理,將回彈料裝袋清除現(xiàn)場(chǎng)。
5.4成品保護(hù)措施
5.4.1成品保護(hù)制度
1.設(shè)專職人員,隨時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)巡視檢查,保護(hù)成品和設(shè)施。
2.在制定計(jì)劃時(shí)應(yīng)統(tǒng)籌各專業(yè)要求、科學(xué)合理編制,防止不合理交叉施工,避免返工、交叉污染等現(xiàn)象發(fā)生。
5.4.2成品保護(hù)措施
因噴涂施工中有少量纖維棉回彈,為防止對(duì)其它成品、裝飾面層、房間中的機(jī)械設(shè)備、管道等有污染,必須采取保護(hù)措施。
1.對(duì)于地面上的設(shè)備,裝飾地面,其它成品等可用彩條布遮擋保護(hù)。
2.對(duì)于墻面裝飾品,小型掛件等可用彩條布自上而下垂掛于墻面遮擋保護(hù)。
六、材料與設(shè)備
6.1主要設(shè)備計(jì)劃:
依據(jù)實(shí)際施工量和工程進(jìn)度隨時(shí)進(jìn)行調(diào)配。
6.2材料供應(yīng)計(jì)劃
依據(jù)工程施工量計(jì)劃無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂材料量。
七、質(zhì)量控制
7.1質(zhì)量要求
7.1.1噴涂表面感觀整體均勻,各區(qū)域表面覆蓋方式大概一致。
7.1.2噴涂表面外觀紋理基本均勻,異形部位噴涂層形狀應(yīng)與基底形狀基本相同。
7.1.3當(dāng)噴涂層完全干燥固化后,保溫噴涂層不應(yīng)產(chǎn)生明顯脫落、分層、變形、開裂和飄灑現(xiàn)象。
7.1.4依據(jù)各部位噴涂厚度規(guī)定,采用針刺進(jìn)行厚度檢驗(yàn),隨機(jī)抽檢部位每平方米均勻分布檢測(cè)3~5處;重點(diǎn)部位檢測(cè)5~8處;求平均厚度不允許有負(fù)偏差。
7.1.5噴涂施工、整形、補(bǔ)噴、修整并檢驗(yàn)合格后,進(jìn)行回彈料和修補(bǔ)部位以及地面清潔處理。
7.1.6施工質(zhì)量和自檢的書面記錄,由施工負(fù)責(zé)人和質(zhì)檢員簽字。
7.2質(zhì)量保障措施
7.2.1認(rèn)真熟悉圖紙,認(rèn)真做好圖紙會(huì)審記錄,做好技術(shù)資料編制工作。
7.2.2進(jìn)場(chǎng)后應(yīng)先試噴工程樣板,及時(shí)請(qǐng)總包、監(jiān)理及業(yè)主等相關(guān)單位主管人員進(jìn)行樣板工程認(rèn)可及驗(yàn)收。
7.2.3控制好噴涂層的密度,應(yīng)使其偏差控制在既定密度的10%以內(nèi);可通過(guò)對(duì)材料用量的實(shí)時(shí)監(jiān)控加以控制及調(diào)整。
7.2.4控制好噴涂層的厚度。
7.2.5嚴(yán)格要求噴涂層的表觀狀態(tài),并達(dá)到施工規(guī)范及施工驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。
7.2.6加強(qiáng)對(duì)原材料使用、配比和管理工作,回彈材料不準(zhǔn)用于二次噴涂使用。
八、安全措施
8.1勞動(dòng)力組織:
項(xiàng)目經(jīng)理1名:負(fù)責(zé)工程全面管理;
安全員1名:負(fù)責(zé)現(xiàn)場(chǎng)施工安全管理;
電工1名:負(fù)責(zé)施工現(xiàn)場(chǎng)用電管理、維修;
技術(shù)工人數(shù)名:負(fù)責(zé)材料配制、噴涂、表面整形;
普工數(shù)名:負(fù)責(zé)成品保護(hù)、現(xiàn)場(chǎng)清理、材料配送、環(huán)境保護(hù)等。
說(shuō) 明:以上工程管理人員可進(jìn)行兼職擔(dān)任,施工人員可根據(jù)施工實(shí)際進(jìn)度進(jìn)行增減調(diào)配。
8.2.安全措施
8.2.1認(rèn)真貫徹“安全第一,預(yù)防為主”的方針,明確安全生產(chǎn)責(zé)任制。
8.2.2施工前編制有針對(duì)性的安全技術(shù)交底,并向施工作業(yè)人員進(jìn)行交底。
8.2.3進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須戴安全帽,高空作業(yè)應(yīng)系好安全帶,上班前不準(zhǔn)喝酒、吸煙,不準(zhǔn)在施工現(xiàn)場(chǎng)嬉戲打鬧。
8.2.4施工中所搭設(shè)的架子要有支搭方案,并經(jīng)驗(yàn)收合格后方可使用。
8.2.5按規(guī)范要求編制臨時(shí)用電施工組織設(shè)計(jì)并嚴(yán)格貫徹實(shí)施。
8.2.6遵守總包的有關(guān)規(guī)章制度。
九、環(huán)保措施
9.1工程垃圾定點(diǎn)堆放并按規(guī)定清運(yùn)。
9.2注意施工噪音的影響,必要時(shí)調(diào)整施工時(shí)間及程序,堅(jiān)決做到不擾民。
十、效益分析
10.1 得到了業(yè)主等多方的認(rèn)可,收到了良好的信譽(yù)。
10.2體積小質(zhì)量較輕,搬運(yùn)方便,出棉速度快、施工效率高,且經(jīng)久耐用,具有很好的社會(huì)效益。
篇2
關(guān)鍵詞:無(wú)機(jī)纖維;保溫噴涂;地下車庫(kù);建筑材料;防火保溫 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
中圖分類號(hào):TU74 文章編號(hào):1009-2374(2015)29-0052-02 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.29.026
無(wú)機(jī)纖維噴涂作為一種可以進(jìn)行噴涂的建筑材料,能夠有效滿足建筑防火保溫的要求,在節(jié)能保溫過(guò)程中實(shí)現(xiàn)最大的經(jīng)濟(jì)效益。
1 項(xiàng)目介紹
XX項(xiàng)目北區(qū)由E、F、G、H座四棟塔樓構(gòu)成,結(jié)合項(xiàng)目前期的開發(fā)經(jīng)驗(yàn),確保合理的保溫節(jié)能設(shè)計(jì)將有利于項(xiàng)目當(dāng)前的工作推進(jìn),阻斷“熱橋”將有助于節(jié)能效果的實(shí)施。E、F、G、H座車庫(kù)頂板保溫層的使用是在南區(qū)B、D座基礎(chǔ)上進(jìn)行的優(yōu)化,B、D座使用玻化微珠保溫砂漿,其施工工序不但復(fù)雜,而且對(duì)施工質(zhì)量要求較高,噴涂效果較為一般。經(jīng)過(guò)對(duì)不同保溫系統(tǒng)進(jìn)行比較分析,北區(qū)E、F、G、H座采用了無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂施工,此工序簡(jiǎn)單,使用專業(yè)自動(dòng)化設(shè)備一次成型,噴涂效果好,節(jié)省人工,降低成本。
2 無(wú)機(jī)纖維噴涂性能
無(wú)機(jī)纖維噴涂是一種較為環(huán)保的新型保溫吸聲材料,在建筑行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用。使用無(wú)機(jī)纖維噴涂技術(shù)可以針對(duì)構(gòu)筑物復(fù)雜的結(jié)構(gòu)形式、多類型的異性構(gòu)造、冷熱橋的出現(xiàn)等問(wèn)題進(jìn)行有效的處理,從而實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)之初的目的。
2.1 保溫絕熱性
無(wú)機(jī)纖維噴涂的導(dǎo)熱系數(shù)最低可以達(dá)到λ=0.035w/m?K,是一種具有高效絕熱性能的高級(jí)保溫材料。這可以保證很好的絕熱性,特別是噴涂在異型結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的建筑上,將會(huì)使絕熱層形成一個(gè)密閉無(wú)接縫的整體,從而使冷熱橋被有效阻斷,提高了保溫效果,同時(shí)也降低了能源設(shè)備投資及消耗。
2.2 整體性
噴涂后的保溫絕熱層與一個(gè)皮膚式的整體相類似,確保建筑實(shí)體與外界之間的隔絕,有效地阻斷熱橋所帶來(lái)的負(fù)效應(yīng),解決以往絕熱型材容易脫落、容易變形、接縫較多、與基體粘貼不牢等不利問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)了建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)的保溫效果。
2.3 降噪吸聲性
對(duì)于建筑本身的降噪性來(lái)說(shuō),在建筑表面使用特殊工藝的無(wú)機(jī)纖維噴涂后,材料內(nèi)部的纖維結(jié)構(gòu)會(huì)交織在一起,形成三維的高強(qiáng)度立體網(wǎng)絡(luò),這樣的結(jié)構(gòu)形式具有相當(dāng)強(qiáng)的韌性,可以極大地延長(zhǎng)聲波的傳播渠道及傳播時(shí)間,進(jìn)而增加因聲波使纖維振動(dòng)而引發(fā)的聲能向機(jī)械能轉(zhuǎn)換時(shí)間。
2.4 抗阻尼性
如果將無(wú)機(jī)纖維噴涂在鋼板之上,就會(huì)形成較為穩(wěn)定的吸聲層,這將對(duì)聲音起到一定的聲阻尼效果。
鋼板自身的震動(dòng)頻率模式隨之變化,中低頻率的隔聲能力得到了加強(qiáng),確保了整棟建筑對(duì)聲音的傳播的
抵抗。
2.5 不燃性
作為具有發(fā)展前途的一種新型材料,不燃燒、不生煙、降低環(huán)境污染是必要的自身特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)檢測(cè),結(jié)合《建筑材料燃燒性能分級(jí)方法》(GB 8624-1997)的檢測(cè),無(wú)機(jī)纖維噴涂屬于A級(jí)不燃材料的范疇。如果在鋼結(jié)構(gòu)、防火漆表層噴涂無(wú)機(jī)纖維,建筑結(jié)構(gòu)的耐火極限可以得到有效延長(zhǎng)。在高溫狀態(tài)時(shí)該物質(zhì)將融化為液態(tài),不會(huì)分解,不會(huì)釋放有毒氣體,滿足《汽車庫(kù)、修車庫(kù)、停車場(chǎng)設(shè)計(jì)防火規(guī)范》(GB 50067-97)防火等級(jí)的要求,這將與其他材料的性能有著明顯的提高,填補(bǔ)了其他材料的特性不足。
2.6 裝飾性
無(wú)機(jī)纖維制造的產(chǎn)品的另外一個(gè)特性是其可以完露于空氣中,并具有良好的聲學(xué)效果,表層部分可以不再粘、噴、附其他類型的材料,但是可以通過(guò)各種顏料對(duì)表層進(jìn)行著色,配合其他建筑裝飾材料的使用比較簡(jiǎn)單,可以增強(qiáng)建筑審美效果及裝飾特性,給人們一種直觀的美。
2.7 安全環(huán)保性
依據(jù)國(guó)家GB 18583-2001和GB 1741-1989包裝標(biāo)準(zhǔn)及其他相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè):該噴涂屬于無(wú)機(jī)產(chǎn)品,無(wú)菌、無(wú)毒、無(wú)味、不霉變;無(wú)放射性、無(wú)粉塵漂浮物;即便在高溫狀態(tài)下也不會(huì)釋放有毒氣體及有毒物質(zhì),健康環(huán)保,pH值為7,屬于中性,對(duì)基材無(wú)腐蝕。尤其需要注意的是,在噴涂施工中的廢料可以100%回收,并循環(huán)
利用。
2.8 復(fù)雜結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性
正常的裝飾面噴涂需要與建筑基體緊密粘接,無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂系統(tǒng)與建筑基體的粘接程度能夠達(dá)到7.4kPa,纖維結(jié)構(gòu)比較輕,易飄灑,易脫落。由于無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂粘接牢固,上述易脫落的情況將得到有效的避免。此外,噴涂介質(zhì)較多,可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)機(jī)械化施工作業(yè),針對(duì)特殊復(fù)雜的異性結(jié)構(gòu)、管線、密集區(qū)域、裝飾構(gòu)件等部位也可輕易實(shí)現(xiàn)施工作業(yè),有效避免因施工作業(yè)人員在難以到達(dá)的空間中無(wú)法施工的尷尬環(huán)境,進(jìn)而保證工期,簡(jiǎn)便易行。
2.9 抗拉強(qiáng)度
根據(jù)《膨脹聚苯板薄抹灰外墻外保溫系統(tǒng)》(JG/149-2003)檢測(cè)方法進(jìn)行檢測(cè),檢查結(jié)果垂直于保溫層表面的抗拉強(qiáng)度為3.28kPa,滿足建筑施工的需要。
3 綜合單價(jià)分析
經(jīng)測(cè)算,無(wú)機(jī)纖維噴涂保溫在XX項(xiàng)目北區(qū)E、F、G、H座車庫(kù)的應(yīng)用,節(jié)約成本約32萬(wàn)元,實(shí)現(xiàn)了效益與效果的雙豐收。
4 推廣應(yīng)用前景
立足國(guó)家有關(guān)節(jié)能政策與規(guī)范,進(jìn)一步降低能源消耗,減少人們對(duì)建筑物的熱量損失、二氧化碳排放量增多的誤解,當(dāng)前的建筑節(jié)能指標(biāo)已經(jīng)比以前提高了很多,達(dá)到了65%。無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂已日益成為一項(xiàng)最基本的保溫隔熱技術(shù),無(wú)論是在采暖區(qū)還是在非采暖區(qū),此項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用都是符合熱工設(shè)計(jì)規(guī)定的,都將成為建筑節(jié)能保溫的有力保障。
XX項(xiàng)目北區(qū)E、F、G、H座車庫(kù)頂板保溫采用無(wú)機(jī)纖維保溫噴涂是在南區(qū)B、D座?;⒅楸孛薜幕A(chǔ)上進(jìn)行的優(yōu)化,在滿足保溫要求的同時(shí),增加節(jié)能環(huán)保性及安全使用性,成本方面也有較大幅度的節(jié)省。
篇3
關(guān)鍵詞:無(wú)機(jī)顆粒、纖維、噴涂吸聲材料、基面處理
Abstract: A new type of inorganic particles spraying sound-absorbing material, the material is expanded perlite, inorganic cementitious material, organic reinforcing agent and the waterproof material made of a mixed configuration, avoiding the use of fiber materials as sound absorption material with a number of shortcomings; the same time through Add a primary surface in the construction of fixed parts and steel mesh, an increase of inorganic particles with the wall coating materials, the combination of strength and their overall performance materials, coating of inorganic particles to provide good sound absorption material way the application.
Key words: Inorganic particles, fibers, spraying sound-absorbing material, the base surface treatment
1. 引言
90年代后國(guó)內(nèi)一些企業(yè)開始從國(guó)外引進(jìn)纖維噴涂設(shè)備及技術(shù)從事纖維噴涂爐襯開發(fā)應(yīng)用于工業(yè)爐耐火絕熱,并取得了明顯的效益。這類進(jìn)口噴涂設(shè)備使用的是未經(jīng)?;纳蠲轠1]。當(dāng)時(shí)噴涂吸聲材料主要應(yīng)用于化工、石化、煉油、冶金等行業(yè)的工業(yè)爐窯的爐襯[2]。進(jìn)入新世紀(jì),特別是國(guó)家大劇院、北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館等大型工程建設(shè)給纖維噴涂技術(shù)帶來(lái)了巨大的發(fā)展。纖維噴涂技術(shù)逐漸向吸聲方向轉(zhuǎn)換,由于其良好的吸聲性能、卓越的絕熱性能、復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高適應(yīng)性、完美的密閉包裹性、施工基面的多樣性[2],在吸聲市場(chǎng)迅速占有一席之地。但目前市場(chǎng)上的纖維吸聲材料,由于其主材纖維的自身缺點(diǎn),如防水性差、強(qiáng)度低等致命缺陷,限制了在市場(chǎng)進(jìn)一步發(fā)展,只能滿足室內(nèi)進(jìn)行施工。
本文主要介紹一種無(wú)機(jī)膨脹珍珠巖為主要骨料的噴涂材料,這種噴涂吸聲材料不僅可以應(yīng)用于室內(nèi),在室外橋面、鐵路站臺(tái)側(cè)等均可以應(yīng)用。主要由于該材料在防污染、粘接力和防水性能較纖維吸聲材料具有較大程度的優(yōu)化,屬于顆粒狀噴涂吸聲材料,該材料應(yīng)用于武廣城際高鐵站臺(tái)兩側(cè)的施工,為類似顆粒狀噴涂吸聲材料的施工提供參考。
2. 主要原材料及原理
新型噴涂材料主要原材料:無(wú)機(jī)珍珠巖顆粒、蛭石、無(wú)機(jī)膠凝劑、有機(jī)增強(qiáng)劑、防水劑、生產(chǎn)用水等;
新型噴涂吸聲材料主要是利用無(wú)機(jī)顆粒經(jīng)過(guò)化學(xué)處理后,能夠滿足防水、增加強(qiáng)度的需要,在外加劑的作用下,快速凝結(jié)?;具^(guò)程為首先將無(wú)機(jī)顆粒+外加劑+防水劑在無(wú)水條件下充分?jǐn)嚢瑁玫綗o(wú)機(jī)顆粒拌合物。同時(shí)用無(wú)機(jī)凝結(jié)劑+有機(jī)凝結(jié)劑+生產(chǎn)用水制作膠凝劑,將兩組拌合物分別置于預(yù)先準(zhǔn)備的兩個(gè)桶中,通過(guò)噴涂設(shè)備的鼓風(fēng)機(jī)將兩組分別噴出,兩組物質(zhì)同時(shí)在基面上,通過(guò)膠凝劑的快速凝結(jié)性能,使得無(wú)機(jī)顆粒迅速在基面上凝結(jié),并形成強(qiáng)度。
3. 施工技術(shù)
3.1 施工設(shè)備
氣流輸送設(shè)備和專用膠粘液體泵兩部分組成,是對(duì)材料進(jìn)行輸送、混合、噴涂施工的專門設(shè)備。
3.2 噴涂材料配制
噴涂材料配制成兩組,一組為無(wú)機(jī)顆粒+外加劑+防水劑;另一組為無(wú)機(jī)膠凝劑+有機(jī)增強(qiáng)劑+生產(chǎn)用水,兩組分別攪拌均勻。
3.3 施工工藝流程
施工前準(zhǔn)備噴涂基面處理噴涂施工噴膠表面修整 噴涂場(chǎng)地清理質(zhì)量驗(yàn)收噴涂層養(yǎng)護(hù)
3.4施工方法
3.4.1基面處理應(yīng)方法
(1) 噴涂作業(yè)前,應(yīng)清除噴涂表面的脂、油脂及其他不純物。
(2) 用棉制材料清除施工作業(yè)基面的明水,掃去表面浮塵及黏結(jié)力較差的灰塵及雜質(zhì)。
(3) 選用合格的防水材料對(duì)施工基層漏、滲水部位進(jìn)行堵漏處理。
(4) 用水泥等填充物對(duì)施工基層表面較大裂痕及坑洼處和凹陷處進(jìn)行填補(bǔ),削平金屬尖 銳突起物。
(5) 在基面上植入15mm 高度的鋼筋,鋼筋布置間距為500mm,并固定鋼筋網(wǎng),鋼筋網(wǎng)孔直徑不小于30mm;
(6) 檢查基面無(wú)上述情況后,方可進(jìn)入下道工序。
站臺(tái)側(cè)面固定件安裝示意圖 站臺(tái)側(cè)面加固網(wǎng)片安裝示意圖
站臺(tái)側(cè)面固定件安裝實(shí)景圖站臺(tái)側(cè)面噴涂材料實(shí)景圖
3.4.2氣流無(wú)機(jī)骨料輸送機(jī)的設(shè)定
(1) 將所有開關(guān)均放置在關(guān)的位置,將氣流纖維輸送機(jī)接上電源。將纖維輸送軟管的一端接到氣流纖維輸送機(jī)出口上,并確保輸送機(jī)出口及輸送軟管內(nèi)無(wú)堵塞。
(2) 將氣流纖維輸送機(jī)調(diào)節(jié)控制裝置設(shè)定到13,設(shè)定出風(fēng)量。
(3) 將遙控線接到控制板上。確認(rèn)遙控裝置上的氣流纖維輸送機(jī)開關(guān)處于“關(guān)”的位置。
(4) 旋轉(zhuǎn)機(jī)器端部位于氣流纖維輸送機(jī)過(guò)濾器上方的手搖曲柄,調(diào)節(jié)滑板門上的指針指示器到#2位置,設(shè)定出料量。
3.4.3膠凝液體泵的設(shè)定
(1) 將電源連接到泵上。
(2) 將液體管道接到泵體上的一個(gè)出口軟管上。確認(rèn)第2個(gè)軟管出口閥處于關(guān)閉狀態(tài)。
(3) 釋放調(diào)節(jié)手柄,起動(dòng)泵機(jī),使其在無(wú)壓下運(yùn)行約一分鐘。
(4) 卡住安全泄壓閥的調(diào)節(jié)手柄,將壓力表調(diào)到400-650kg/m2的位置上。
3.4.4施工位置
噴嘴最好離噴涂表面保持約50cm的距離,噴涂表面和噴嘴的角度以45度為最佳[3]。
3.4.5噴涂作業(yè)
(1) 厚度標(biāo)記
在開始進(jìn)行噴涂作業(yè)前,依據(jù)材料消耗表,固定一測(cè)量棒,標(biāo)記厚度,為操作者顯示要求的噴涂厚度。
(2) 基面底漆
開始噴涂之前,先把基面用粘結(jié)劑和硬化劑稍微噴一噴,這樣可以使超細(xì)巖棉和粘合劑迅速粘到表面上,還可避免粘合劑向下流淌。同時(shí),噴涂表面附有塵土?xí)r或者表面過(guò)于干燥時(shí),可增加表面附著力。
(3) 噴涂施工
打開噴嘴座上的兩個(gè)噴嘴,并通過(guò)開關(guān)1啟動(dòng)噴涂機(jī),當(dāng)粘合劑用泵和鼓風(fēng)機(jī)運(yùn)作后,順時(shí)針打開開關(guān)2,啟動(dòng)無(wú)機(jī)顆粒拌合物進(jìn)給,通過(guò)管道吹到噴嘴處,在噴嘴處無(wú)機(jī)顆粒拌合物和粘結(jié)劑、硬化劑混合。噴涂初期一定要調(diào)節(jié)氣流,開始噴涂時(shí)無(wú)機(jī)顆粒拌合物的進(jìn)給十分大,如果堵塞,一定要增加空氣壓力,為了降低噴嘴的空氣進(jìn)入,鼓風(fēng)機(jī)入口的開放程度一定要降低,當(dāng)一切正確調(diào)節(jié)完畢,噴涂完成后,表面會(huì)直接干燥。
3.4.6 細(xì)部處理
對(duì)噴涂完的表面進(jìn)行邊角處理,去掉應(yīng)噴涂區(qū)域外的多余噴涂材料,進(jìn)行邊角修整時(shí),從頂端向下進(jìn)行。對(duì)于未能噴覆的管根等隱蔽部位或由于人為或其它原因造成的成品脫落,面積小時(shí)可選用手工修補(bǔ),大面積時(shí)應(yīng)重新機(jī)械噴涂修補(bǔ)。
4、總結(jié)
篇4
關(guān)鍵詞:隧道 ; 隧道火災(zāi) ;防火措施
中圖分類號(hào):U458
Research Progress of Tunnel Fire Prevention Measures
CHANG Chuan-peng1,2,XIE Jin-de2,HOU Zi-yi1
(1.School of Civil Engineering,HeBei University of Technology,Tianjin300401,China;
2.Research Insititute of Highway Ministry of Transport,Beijing 100088,China)
Abstract: With the rapid development of tunnel linings construction in China,the fire safety of tunnel linings is attracting growing attention.This paper from the causes of tunnel fire ,characteristics, points out the necessity of tunnel fire, according to the fire characteristic,puts forward effective fire prevention measures, and many kinds of fire protection measures are discussed in this paper. To ensure the safety of tunnel lings to provide some reference, further research needs on fire safety of tunnel structures are proposed.
Key words: Tunnel linings; Tunnel fire; fire prevention measures
0 前言
隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)和公路交通的迅猛發(fā)展,東部地區(qū)為了節(jié)約土地資源緩解交通壓力,西部地區(qū)為了便利交通跨越山領(lǐng),隧道建設(shè)越來(lái)越多,其漸漸成為了交通的咽喉要道。在公路方面,據(jù)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局《2011年公路水路交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,全國(guó)公路隧道為8522處,625.34萬(wàn)米,比上年末增加1138處,113.09萬(wàn)米。其中,特長(zhǎng)隧道326處,143.32萬(wàn)米;長(zhǎng)隧道1504處,251.84萬(wàn)米。隧道作為管狀結(jié)構(gòu),內(nèi)空間結(jié)構(gòu)狹窄,能見度較低,再加上入洞時(shí)的黑洞、黑框效應(yīng),易引起車輛碰撞,車輛拋錨等交通事故,導(dǎo)致汽車可燃材料燃燒而引發(fā)火災(zāi)。隧道火災(zāi)發(fā)生概率盡管很小,但無(wú)論公路、鐵路隧道一旦發(fā)生火災(zāi),如救援人員不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并撲救,將造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡。而我國(guó)是世界上公路隧道最多的國(guó)家[1]。因此對(duì)隧道進(jìn)行防火處理顯得尤為重要。
最近幾年國(guó)內(nèi)外的隧道事故
1隧道火災(zāi)特點(diǎn)
隨機(jī)性大
隧道火災(zāi)的發(fā)生不受人所控制,從它引發(fā)的原因出發(fā),可能在隧道任何地點(diǎn)、任何交通運(yùn)行期間發(fā)生火災(zāi)事故 [2]。正是由于這種原因,導(dǎo)致人們無(wú)法估計(jì)或者預(yù)測(cè)火災(zāi)可能發(fā)生的規(guī)模大小,不能及時(shí)采取補(bǔ)救措施造成更大的經(jīng)濟(jì)損失。
(2)煙霧大,溫度高
發(fā)生在隧道等地下工程中的火災(zāi),處于這種近似于密閉狀態(tài)的狹小空間內(nèi),熱量急劇發(fā)展形成熱沖擊,造成照明系統(tǒng)破壞,同時(shí)不完全燃燒的煙霧顆粒布滿空間,能見度降低,撲救火災(zāi)幾乎不可能。瑞士阿爾卑斯山區(qū)隧道火災(zāi)案例中,高溫?zé)釠_擊以及大的煙霧使得救援人員進(jìn)入火災(zāi)場(chǎng)地的嘗試多次失敗[3]。
(3)火災(zāi)類型多樣化
隧道火災(zāi)發(fā)生并不是單一固定的,相反火災(zāi)形勢(shì)多樣,主要涉及氣體可燃物的火災(zāi)、固體可燃物火災(zāi)、液體可燃易燃物火災(zāi)等多種類型[4]。并且隨著火勢(shì)的蔓延,多種火災(zāi)形式就有可能同時(shí)發(fā)生。劇烈的火災(zāi)有可能會(huì)使隧道混凝土結(jié)構(gòu)承受不住高溫而爆裂、脫落,導(dǎo)致隧道坍塌,帶來(lái)更加嚴(yán)重的后果。
隧道火災(zāi)造成的濃煙、車輛擁堵以及災(zāi)難事故
2隧道防火必要性
在早期地隧道建中,建筑隧道所用的混凝土材料本身不燃能夠有效防火,再者人們對(duì)隧道以及相關(guān)安全的認(rèn)識(shí)不足,一般認(rèn)為能夠滿足耐火要求,另外考慮到隧道建設(shè)工期的縮短、經(jīng)濟(jì)的節(jié)約等就省略了安裝防火板材或者噴涂防火涂層的工序。而正是由于這些原因隧道火災(zāi)造成了更大的經(jīng)濟(jì)損失、人員傷亡。特別是處于軟弱地層或者海底高壓等情況下的隧道結(jié)構(gòu),隧道的支撐結(jié)構(gòu)、密封及防水結(jié)構(gòu)在火災(zāi)下可能受到破壞而失效,使得隧道發(fā)生涌水、甚至坍塌。作為隧道建筑材料的混凝土,雖然本身不燃并具有良好的耐熱性,但是超出他所承受的極限,材料受到破壞,混凝凝土強(qiáng)度就會(huì)下降,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)破壞。
對(duì)于混凝土強(qiáng)度隨溫度變化國(guó)外研究比較明確,美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和測(cè)試協(xié)會(huì)(NIST)指出:普強(qiáng)混凝土(CSC)溫度達(dá)到300℃時(shí),強(qiáng)度損失為10 % ~20 % ;達(dá)到600℃時(shí),強(qiáng)度損失為60%~75 %。 高強(qiáng)混凝土(HSC)在450℃時(shí),抗壓強(qiáng)度損失達(dá)到40 %,當(dāng)溫度達(dá)到600℃時(shí),抗壓強(qiáng)度損失約為75 %。而隧道發(fā)生火災(zāi)時(shí)溫度一般在1000℃以上,隧道砌體結(jié)構(gòu)難以承受如此高溫,嚴(yán)重部分就容易垮塌[5-6]。
為了保證隧道安全運(yùn)營(yíng),就需要采取必要的防火措施保護(hù)好隧道結(jié)構(gòu),避免或者減少隧道火災(zāi)造成的巨大損失。
3隧道防火措施
鑒于隧道火災(zāi)帶來(lái)的災(zāi)難損失,人們?cè)诓牧蠎?yīng)用方面及隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了一系列有意義的研究并提出了有效地改善措施。
3.1材料方面
為了避免火災(zāi)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)的破壞,隧道防火材料方面人們采取了如下的一些防火措施。
3.1.1隧道防火板材
在隧道壁面上為了降低火災(zāi)對(duì)隧道結(jié)構(gòu)地破壞,根據(jù)隧道截面特點(diǎn)而鋪設(shè)粘貼地耐火板材。防火板材的防火原理在于火災(zāi)高溫環(huán)境下,板材表面會(huì)損失一部分結(jié)晶水,從而降低隧道壁面的溫度上升趨勢(shì)。隧道防火板材優(yōu)點(diǎn)較多,他自身具有良好的耐久性、作為防火板材隔熱保溫性好、熱量傳遞較慢。提高了隧道的耐火極限。防火板材厚度不同耐火時(shí)間也不盡相同, 1.0-4.0 h的耐火極限,板材厚度通常在10-50mm [7]。
荷蘭Westerschelde Tunnel
3.1.2噴射無(wú)機(jī)纖維
噴射無(wú)機(jī)纖維防火材料國(guó)外研究比較靠前,早在20世紀(jì)60年代就已經(jīng)問(wèn)世。噴射無(wú)機(jī)纖維另辟蹊徑,是利用無(wú)機(jī)纖維中耐火性能較好的材料,如礦棉、巖棉和玻璃棉等材料,是以另外一種形式應(yīng)用到防火上的新技術(shù)。這種在國(guó)內(nèi)被視為的新興隧道防火技術(shù)在國(guó)外已是相當(dāng)成熟。噴射無(wú)機(jī)纖維防火原理在于通過(guò)噴射施工方式將粒狀的無(wú)機(jī)纖維, 噴打在隧道襯體結(jié)構(gòu)(表面)上, 粒狀棉之間相互聚集,在襯砌結(jié)構(gòu)表面形成保溫、隔熱的防火纖維材料層。同樣不同地噴射厚度耐火時(shí)間也不盡相同,噴涂層1.0-4.0 h耐火極限,需要噴涂厚度在10-50 mm[8]。
3.1.3隧道防火涂料
如今應(yīng)用最普遍的則是隧道防火涂料,其本身能夠有效的隔熱、阻燃,降低熱量傳遞速率或者有效吸收熱量,減少火災(zāi)熱沖擊對(duì)隧道襯砌結(jié)構(gòu)的破壞。隧道防火涂料略與上述兩種防火方式不同,對(duì)于非膨脹型隧道防火涂料,厚度一般是7-30mm,耐火極限可達(dá)1-3個(gè)小時(shí)[7],膨脹型防火涂料則不是按厚度衡量耐火性。在火災(zāi)高溫下,膨脹型防火涂料體積逐漸增加,需要消耗體系的內(nèi)能,內(nèi)能地消耗導(dǎo)致體系溫度地降低,使得混凝土結(jié)構(gòu)在一定時(shí)間內(nèi)保持低溫,有效阻止燃燒進(jìn)行[9]。
隧道防火涂料的發(fā)展趨勢(shì),針對(duì)防火涂料的缺陷不足進(jìn)行改進(jìn)。針對(duì)防火涂料涂層太厚,研究開發(fā)薄型、超薄的防火涂料,但是耐火性能卻不能降低;針對(duì)防火涂料耐水性較差,開發(fā)研究防水隧道防火涂料,避免隧道潮濕而造成防火涂料地脫落;針對(duì)防火涂料的燃燒可能產(chǎn)生毒性氣體,開發(fā)研究綠色環(huán)保的隧道防火涂料。各種隧道防火涂料在研究開發(fā)中,這將會(huì)更加有利于隧道防火的成效。
3.1.4 耐火纖維混凝土的應(yīng)用
(1)纖維混凝土是在混凝土中加入纖維,改善混凝土的性能。一般加入聚丙烯纖維,聚丙烯纖維是一種半透明狀的塑料纖維,材料色質(zhì)為白色,一般是束狀單絲結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),在建筑混凝土應(yīng)用中一般分散成單絲狀,以便均勻分布于混凝土中。作為一種新型的合成纖維混凝土,加入少量的纖維,混凝土的抗沖擊性、耐久性、收縮性能[10],延緩了高溫下混凝土在裂縫地產(chǎn)生和發(fā)展[11]。
(2)耐火纖維混凝土的優(yōu)缺點(diǎn)
纖維應(yīng)用具有以下優(yōu)點(diǎn) [8],考慮到纖維混凝土本身耐火特性,在隧道建成之后,通常認(rèn)為滿足耐火的要求,這樣就省下噴涂防火涂層或者安裝防火板這些施工工序,間接縮短建造工期;減少了上述施工工序,相對(duì)而言隧道空間擴(kuò)大了,或者掘進(jìn)橫斷面的直徑減少,使得有效減少開挖體積12],從而減少建筑成本;本身具有良好耐久性的纖維混凝土,通常認(rèn)為滿足隧道設(shè)計(jì)年限的要求,從而減少了更換和維修,以及對(duì)周邊環(huán)境和隧道內(nèi)部管線鋪設(shè)等影響;同時(shí)隧道運(yùn)營(yíng)過(guò)程中對(duì)襯砌結(jié)構(gòu)裂縫觀測(cè)以及強(qiáng)度檢測(cè)更為方便。
其不足在于比普通混凝土略高的造價(jià), 根據(jù)材料不同, 一般超出5%- 10% 左右[13],加入纖維的混凝土滲透性變大,聚丙烯本身并不存在毒性,但是在一定溫度下,聚丙烯纖維不完全燃燒,其分解物會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)。
(3)耐火纖維混凝土的發(fā)展
目前推陳出新地應(yīng)用新舉措,耐火纖維混凝土還可以部分加入纖維,部分不加纖維,在表面受到火災(zāi)影響的部分加入纖維大約占到1/3左右厚度。既減少了纖維的加入,減小了滲透性,又保證了纖維混凝土在火災(zāi)中抗裂性能[14]。
耐火纖維混凝土如今研究的大都是單一的纖維,取得了很好的效果,對(duì)增強(qiáng)混凝土性能各自發(fā)揮著獨(dú)特的作用,但是性能大都比較單一也存在著許多不足之處,那么能否將纖維相互結(jié)合,使得性能互補(bǔ),使用效能和經(jīng)濟(jì)效益互補(bǔ)[15]。利用不同性能和優(yōu)點(diǎn)的纖維摻雜與混凝土拌合得到更高性能的混凝土,實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),產(chǎn)生混雜效應(yīng)[16]。所以多摻纖維混凝土將成為研究防火混凝土的新方向。
3.2結(jié)構(gòu)方面
3.2.1隧道混凝土結(jié)構(gòu)的破壞
混凝土爆裂的機(jī)理尚未完全揭示[17],目前對(duì)此解釋主要有兩種一是熱應(yīng)力機(jī)理,一是蒸氣壓機(jī)理。熱應(yīng)力機(jī)理是指發(fā)生火災(zāi),高溫下熱傳遞使得混凝土內(nèi)外引起了溫度梯度,伴隨溫度梯度變化,而產(chǎn)生的熱應(yīng)力引發(fā)爆裂由表及里;蒸氣壓機(jī)理是火災(zāi)高溫下,結(jié)構(gòu)內(nèi)水分蒸發(fā)混凝土阻止內(nèi)部水蒸氣的逸出,從而內(nèi)部蒸氣壓逐漸升高,而混凝土的抗拉強(qiáng)度有極限,當(dāng)超過(guò)這個(gè)極限就會(huì)產(chǎn)生爆裂,即引發(fā)高溫爆裂。而復(fù)雜的火災(zāi)場(chǎng)景下兩種爆裂機(jī)理可能相互作用.混凝土內(nèi)部的蒸氣壓力和熱應(yīng)力相互結(jié)合,使得混凝土突發(fā)爆裂[18-19],使得隧道襯砌結(jié)構(gòu)受到破壞,甚至出現(xiàn)坍塌。
混凝土爆裂的幾個(gè)控制因素[20]。(1)混凝土的濕度(含水量),一般混凝土脹裂的含水量不低于2%,這是混凝土爆裂的決定性因素。(2)混凝土的強(qiáng)度,一般而言混凝土的強(qiáng)度大就意味著混凝土密度大愈加密實(shí),密實(shí)結(jié)構(gòu)的混凝土,孔徑少,水蒸氣溢出的途徑少,爆裂幾率更大。(3)多孔性,骨料級(jí)配、引氣劑、水膠比等因素都影響混凝土的孔隙分布??紫斗植荚蕉啵羝麎毫驮叫?,爆裂幾率就越小。
3.2.2設(shè)置混凝土犧牲層
混凝土犧牲層的防火原理在于建筑附加的混凝土層作為防火犧牲結(jié)構(gòu),火災(zāi)破壞犧牲層結(jié)構(gòu)卻維持了隧道內(nèi)部結(jié)構(gòu)的整體性,從而阻止隧道結(jié)構(gòu)在火災(zāi)中破壞倒塌[21]。該施工方法一定程度上縮短建設(shè)周期,降低了建造成本。但是混凝土犧牲層的厚度較大,一般而言耐火極限有限,耐火時(shí)間要達(dá)到2h,厚度增加至少50mm,缺點(diǎn)顯而易見。較大厚度減少了隧道的必要空間,更嚴(yán)重的是,火災(zāi)高溫會(huì)造成大量的混凝土爆裂、剝落,可能造成路線堵塞,對(duì)救援人員以及疏散人員造成傷害。為了減少混凝土碎片層層剝落, 采取了一些措施,如在混凝土表面鋪設(shè)鋼絲網(wǎng)等[21],目前該措施應(yīng)用較少。
3.2.3噴淋滅火系統(tǒng)
噴淋滅火系統(tǒng)是建筑物內(nèi)應(yīng)用最廣泛的一種滅火設(shè)施。但是從使用情況和現(xiàn)有防火實(shí)驗(yàn)看,目前噴淋滅火系統(tǒng)在公路交通隧道內(nèi)應(yīng)用效性仍存在很大爭(zhēng)議,交通隧道內(nèi)設(shè)置噴淋滅火系統(tǒng)應(yīng)充分考慮以下情況。
(1)考慮隧道內(nèi)火災(zāi)發(fā)生的位置,火災(zāi)往往在機(jī)動(dòng)車下或者發(fā)動(dòng)機(jī)處,噴頭開始使用達(dá)不到滅火效果。
(2)從發(fā)現(xiàn)火災(zāi)到啟動(dòng)噴淋系統(tǒng)有一段間隔時(shí)間,隧道內(nèi)已經(jīng)成型的火災(zāi)使噴灑的水霧汽化而產(chǎn)生大量高溫蒸汽,這些對(duì)疏散人員造成極大傷害。
(3)噴淋滅火系統(tǒng)啟動(dòng)后具有降溫作用,往往使沿隧道頂?shù)臒釤煔鈱咏档筒⑵茐臒煔夥謱覽23]。
(4)噴淋滅火噴出的水會(huì)使路面變得濕滑,人員疏散困難、危險(xiǎn),液體燃燒物可能危險(xiǎn)更大。
3.2.4 工程防火設(shè)計(jì)
為防止火災(zāi)造成的直接損失設(shè)置隧道火災(zāi)防火隔墻,保護(hù)隧道結(jié)構(gòu),防火分區(qū)之間設(shè)隱藏式防火隔墻,發(fā)生火情時(shí)系統(tǒng)自動(dòng)啟動(dòng)或控制中心控制,配合隔煙水幕系統(tǒng),以防止煙霧熱氣蔓延。設(shè)置足夠數(shù)量的消防應(yīng)急避難室以備工作人員撤離。
3.3 防火措施總結(jié)比較
對(duì)上述的防火保護(hù)措施進(jìn)行比較[24-25]。綜合起來(lái)看, 使用噴涂防火涂料措施的防火性能可靠, 成本較低,性價(jià)比鉸好, 也值得推廣。而使用耐火纖維混凝土優(yōu)點(diǎn)也是顯而易見,經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等等的許多其它措施所沒(méi)有的優(yōu)點(diǎn)。今后研究的方向應(yīng)該是開發(fā)環(huán)保, 經(jīng)濟(jì),耐火性能更好的產(chǎn)品。能夠?qū)⒎阑鹜苛吓c耐火纖維相結(jié)合使用,優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
對(duì)于如今的隧道防火, 應(yīng)以噴涂防火涂料或者采用耐火纖維混凝土的防火措施為主, 各國(guó)隧道防火安全研究人員對(duì)隧道火災(zāi)都做了大量的模擬實(shí)驗(yàn), 而對(duì)于纖維混凝土結(jié)構(gòu)與未加纖維的結(jié)構(gòu)相對(duì)比,試驗(yàn)結(jié)果表明采用耐火纖維混凝土效果更好[24][26],能夠有效減緩混凝土裂縫產(chǎn)生和發(fā)展的速度。
4 結(jié)語(yǔ)
隧道火災(zāi)受多種因素影響,加強(qiáng)隧道火災(zāi)試驗(yàn),確定隧道結(jié)構(gòu)在特定的火災(zāi)場(chǎng)景下的耐火性能及測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。為了最大限度地減少因火災(zāi)造成的損失,按不同隧道的不同特點(diǎn)做出了相應(yīng)的改進(jìn)或預(yù)防措施,適應(yīng)隧道結(jié)構(gòu)的快速發(fā)展,最大可能地消除隱患?,F(xiàn)在隧道工程中遇到各種問(wèn)題也在逐漸攻克,而超長(zhǎng)隧道、大隧道也是不斷出現(xiàn),這就需要科研人員繼續(xù)研究,而研究開發(fā)環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的防火措施是今后隧道防火的發(fā)展趨勢(shì)。
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篇5
【關(guān)鍵詞】建筑節(jié)能;保溫材料;種類;特點(diǎn);
前言:
近年來(lái),隨著人們節(jié)能環(huán)保的意識(shí)不斷提高,國(guó)際上對(duì)節(jié)能措施的研究也不斷加深,我國(guó)更在“十一五”期間提出民用建筑和公共建筑嚴(yán)格執(zhí)行65%節(jié)能的標(biāo)準(zhǔn),并推進(jìn)實(shí)行綠色建筑的長(zhǎng)期計(jì)劃,筆者相信,在接下來(lái)的“十三五”期間建筑節(jié)能會(huì)受到更多的重視。那么,在建筑外墻保溫施工中,選用合理的保溫材料就尤為重要了,本文將對(duì)北方建筑市場(chǎng)常用的保溫材料進(jìn)行分類,并淺述其特點(diǎn)及使用部位,方便讀者解決在施工方面的選材問(wèn)題。
一、建筑外墻保溫材料的分類
目前,外墻保溫材料可以分為有機(jī)保溫材料和無(wú)機(jī)保溫材料兩種。
二、有機(jī)保溫材料的種類
有機(jī)保溫材料常見的有硬泡聚氨酯、擠塑板(XPS)、聚苯板(EPS)、酚醛板。
硬泡聚氨酯是一種混合材料反應(yīng)形成的硬質(zhì)泡沫塑料,通常表面密度在35-40K/m3,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.024w/(m.k),可以說(shuō)是目前保溫材料中導(dǎo)熱系數(shù)最低的一種。它具有防潮、防水性能,屬于憎水材料。它屬于熱固型材料,無(wú)熔融滴落,防火等級(jí)屬于B級(jí)。以上特性決定了硬泡聚氨酯的使用形式,它常見于噴涂法、澆注法施工,或加工成板材粘貼在外墻表面。在施工時(shí),噴涂和澆注往往不便于施工,對(duì)施工人員操作水平要求較高,難于保證施工質(zhì)量。板材粘貼中,存在物理配方較復(fù)雜,穩(wěn)定性差,可能導(dǎo)致保溫效果不好,加之成本較高,因此在我國(guó)北方建筑施工中占有率并不高。盡管如此,不能否認(rèn)它的優(yōu)點(diǎn),也許在不遠(yuǎn)的將來(lái)它將成為保溫行業(yè)的主流材料。
擠塑板是由聚苯乙烯樹脂及其它添加劑經(jīng)擠壓過(guò)程制造出的擁有連續(xù)均勻表層及閉孔式蜂窩結(jié)構(gòu)的板材,通常表面密度在25-35K/m3,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.035w/(m.k)。具有高強(qiáng)度抗壓性,屬于憎水材料,由于發(fā)泡化學(xué)結(jié)構(gòu),使其質(zhì)輕、穩(wěn)定性好。在環(huán)保監(jiān)測(cè)中屬于環(huán)保型建材。防火方面它屬于熱塑性材料,熔融滴落,防火等級(jí)屬于B級(jí)。在外墻保溫施工中,需要做好基層處理,雙面涂刷界面劑,這使施工工藝加大。在溫差較大的北方,會(huì)導(dǎo)致其穩(wěn)定性差,易發(fā)生變形.北方建筑施工中常用于地下室側(cè)墻保溫、地面保溫、屋面保溫和冷橋位置的保溫,其應(yīng)用范圍很廣。
聚苯板是由含有揮發(fā)性液體發(fā)泡劑的可發(fā)性聚苯乙烯珠粒,經(jīng)加熱預(yù)發(fā)后在模具中加熱成型的白色物體,通常表面密度在18-22K/m3,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.041w/(m.k)。防水性、耐候性不如XPS板材好,防火方面它屬于熱塑型材料,熔融滴落,防火等級(jí)屬于B級(jí)。在一些物理性能方面它沒(méi)有XPS好,但其施工工藝已成熟,在歐洲已有三十幾年使用歷史,是公認(rèn)的價(jià)格便宜,易施工的外墻保溫材料。在我國(guó)北方,民用建筑外墻施工中也多數(shù)使用聚苯板,它可用于外墻、屋面、冷橋位置的保溫,也可用于造型施工。但它也存在一些需要注意的安全問(wèn)題,它在給圍護(hù)結(jié)構(gòu)加上保暖外衣的同時(shí),也加了一層易燃外套,因此,往往在施工中設(shè)置防火隔離帶,阻斷火勢(shì)蔓延,防火隔離帶的設(shè)法也已經(jīng)納入了防火規(guī)范中,這也為聚苯板的使用奠定了安全理論基礎(chǔ)。
酚醛板是由熱固性酚醛樹脂發(fā)泡而成的材料,通常表面密度在60K/m3左右,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.035w/(m.k)。它屬于熱固型材料,無(wú)熔融滴落,防火等級(jí)屬于B級(jí)。酚醛泡沫素有“保溫材料之王”的美稱,也是新一代保溫防火隔音材料,廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。在許多國(guó)家它已成為優(yōu)先選擇使用的保溫材料,它的物理性能使它成為一種綠色環(huán)保型建材。在我國(guó)北方,也有許多使用的例子,但由于其成本較高,防水性較差,易粉化,導(dǎo)致其市場(chǎng)占有率不高。大城市的高檔小區(qū)往往使用其在屋面、外墻保溫施工中。
三、無(wú)機(jī)保溫材料的種類
無(wú)機(jī)保溫材料常見的有巖棉板、無(wú)機(jī)保溫砂漿、膠粉聚苯顆粒、發(fā)泡水泥
巖棉板是以玄武巖為主要原材料,經(jīng)高溫熔融加工而成的無(wú)機(jī)纖維板。通常表面密度在100K/m3左右,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.040w/(m.k),防火等級(jí)達(dá)到A級(jí),具有較高的抗壓和抗拉伸強(qiáng)度、較低的吸水和吸濕性、尺寸穩(wěn)定性良好、不會(huì)產(chǎn)生熱膨脹或收縮、耐老化等優(yōu)點(diǎn)。在我國(guó)北方,常把它作為防火隔離帶材料,大型公建外墻干掛也常用作外墻保溫材料,這些都是看中它是A劑防火保溫材料。在施工中它也存在一些問(wèn)題,例如人員施工中會(huì)有纖維掉落在身上,產(chǎn)生全身發(fā)癢的現(xiàn)象。
無(wú)機(jī)保溫砂漿是一種用于建筑物內(nèi)外墻粉刷的新型保溫節(jié)能砂漿材料,根據(jù)膠凝材料的不同分為水泥基無(wú)機(jī)保溫砂漿和石膏基無(wú)機(jī)保溫砂漿。通常表面密度在300K/m3左右,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.070w/(m.k),防火等級(jí)達(dá)到A級(jí)。具有節(jié)能利廢、保溫隔熱、防火防凍、耐老化的優(yōu)異性能以及低廉的價(jià)格等特點(diǎn)。由于節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高,它的導(dǎo)熱系數(shù)已經(jīng)不能滿足外墻保溫效果的要求,如在外墻使用該材料,就必然要加大保溫層厚度,這樣會(huì)使施工工藝變復(fù)雜,所以往往使用于異型墻面上。
膠粉聚苯顆粒由膠粉料、聚苯顆粒輕料和水泥混拌組成,現(xiàn)場(chǎng)加水即可使用。通常表面密度在250K/m3左右,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.060w/(m.k),防火等級(jí)達(dá)到A級(jí)。其保溫性能較好,施工簡(jiǎn)單,粘結(jié)力強(qiáng)外面加以罩面砂漿,纖維增強(qiáng)抗裂能夠解決面層空鼓裂等問(wèn)題。因此常常使用于樓梯間保溫,或出挑件部位保溫。施工過(guò)程中需要施工人員控制其厚度,現(xiàn)場(chǎng)調(diào)制也要注意比例,最好由具有豐富經(jīng)驗(yàn)的人員進(jìn)行調(diào)制。
發(fā)泡水泥是通過(guò)發(fā)泡機(jī)的發(fā)泡系統(tǒng)將發(fā)泡劑用機(jī)械方式充分發(fā)泡,并將泡沫與水泥漿均勻混合,然后經(jīng)過(guò)發(fā)泡機(jī)的泵送系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)澆施工或模具成型,經(jīng)自然養(yǎng)護(hù)所形成的一種含有大量封閉氣孔的新型輕質(zhì)保溫材料。通常表面密度在280K/m3左右,導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.068w/(m.k),防火等級(jí)達(dá)到A級(jí)。發(fā)泡水泥具有良好的絕熱、保溫、隔音、輕承載等性能,優(yōu)于其他輕質(zhì)實(shí)心塑料膨化珍珠巖、陶粒、石棉制品等保溫材料,具有操作簡(jiǎn)便、機(jī)械化程度高、節(jié)時(shí)、省工特點(diǎn)。我國(guó)北方常把它作為防火隔離帶使用,或公建外墻的保溫材料。需要注意的是它本身較脆,運(yùn)輸及施工中要注意其完整性。
近年來(lái)一種新型發(fā)泡發(fā)泡陶瓷保溫板出現(xiàn)在市場(chǎng)上,它不同于發(fā)泡水泥的原材料,它是以陶土尾礦,陶瓷碎片,河道淤泥,摻假料等作為主要原料,采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝和發(fā)泡技術(shù)經(jīng)高溫焙燒而成的高氣孔率的閉孔陶瓷材料。通常導(dǎo)熱系數(shù)可達(dá)到0.08w/(m.k),防火等級(jí)達(dá)到A級(jí)。外表上與發(fā)泡水泥很像,但質(zhì)量較輕,可以建筑物同壽命,生產(chǎn)工藝好的可以作為外飾面使用。
篇6
關(guān)鍵詞:造船廠;職業(yè)病危害;識(shí)別;分析;控制
1 背景
為了分析、評(píng)價(jià)“某公司建設(shè)項(xiàng)目”的職業(yè)病防護(hù)措施的現(xiàn)狀,并在現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提出綜合評(píng)價(jià)意見和進(jìn)一步合理、可行的控制職業(yè)病危害的補(bǔ)充措施,根據(jù)《中華人民共和國(guó)職業(yè)病防治法》、《工作場(chǎng)所職業(yè)衛(wèi)生監(jiān)督管理規(guī)定》等規(guī)定,某單位委托我公司對(duì)其建設(shè)項(xiàng)目進(jìn)行職業(yè)病危害現(xiàn)狀評(píng)價(jià)。
2 主要危害因素
(1)生產(chǎn)工藝與所用原輔料。生產(chǎn)工藝說(shuō)明:按船體分段各模塊的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)要求,帶涂層的鋼板在加工車間的加工平臺(tái)上進(jìn)行定位和切割,然后進(jìn)行卷板、板塊拼裝焊接,同時(shí)進(jìn)行型材鋼條的切割與拼接。完成鋼材板塊切割拼裝后,接著進(jìn)行分層制作、小組裝、板塊大組裝和船體分段組裝。在分段堆場(chǎng)與預(yù)舾裝場(chǎng)完成船體各個(gè)分段建造和預(yù)舾裝。預(yù)舾裝后的船體分段,吊上船臺(tái),拼接合攏成為船舶前段,完成水線以下部分面漆工序。船體前段下水后拖入船塢,在船塢內(nèi)與船尾段、駕駛臺(tái)合攏安裝后,部分機(jī)艙舾裝、甲板舾裝后出塢,繼續(xù)靠泊在舾裝碼頭上完成水線以上部位面漆工序和船體內(nèi)部的舾裝工序,最后通過(guò)試航、調(diào)整,新船即可出港。使用的原料:鋼材、焊條、焊絲、鐵礦砂、氧氣、二氧化碳、丙烷、油漆、有機(jī)溶劑等。(2)主要職業(yè)病危害因素性質(zhì)及危害。1)主要職業(yè)病危害因素:主要有錳及其無(wú)機(jī)化合物、氧化鐵粉塵、電焊煙塵、砂輪磨塵、甲苯、二甲苯、乙苯、乙酸乙酯、丁酮、異丙醇、丁醇、酚、臭氧、一氧化碳、二氧化氮、X射線、工頻電場(chǎng)、電焊弧光、噪聲和手傳振動(dòng)等。2)主要職業(yè)病危害因素對(duì)人體的健康影響:錳:長(zhǎng)期接觸會(huì)損害人體的中樞神經(jīng)系統(tǒng),出現(xiàn)頭暈、頭痛、心動(dòng)過(guò)速、記憶減退、嗜睡、多汗、兩腿沉重等癥狀。重者會(huì)出現(xiàn)“錳性帕金森氏綜合征”。
電焊煙塵:吸入這類煙塵會(huì)引起頭暈、頭痛、咳嗽、胸悶氣短等,長(zhǎng)期吸入造成肺組織纖維性病變,常伴隨錳中毒和金屬煙熱等并發(fā)癥。
氧化鐵粉塵、砂輪磨塵:長(zhǎng)期吸入某些生產(chǎn)性粉塵可引起以肺組織纖維性病變?yōu)橹鞯娜硇月约膊。瑝m肺。
二甲苯:短時(shí)間內(nèi)吸入較高濃度二甲苯可出現(xiàn)眼及上呼吸道明顯的刺激癥狀、惡心、嘔吐、頭暈、胸悶、四肢無(wú)力。重者可有躁動(dòng)、抽搐或昏迷。長(zhǎng)時(shí)間接觸有神經(jīng)衰弱綜合征,女工有月經(jīng)異常,工人常發(fā)生皮膚干燥、皮炎。
高溫:作業(yè)人員因體內(nèi)熱平衡和水鹽代謝紊亂,可導(dǎo)致職業(yè)性中暑,嚴(yán)重時(shí)可發(fā)生重癥中暑。
噪聲:長(zhǎng)期接觸工業(yè)噪聲可引起操作工人耳鳴、耳痛、煩躁、失眠、頭暈、記憶力減退,也可引起暫時(shí)性聽閾位移、語(yǔ)頻聽力損失、高頻聽力損傷、永久性位移,更嚴(yán)重者出現(xiàn)噪聲聾。
3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)濃度及結(jié)果分析
(1)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)濃度判定:電焊煙塵、錳及其無(wú)機(jī)化合物、砂輪磨塵、二甲苯和噪聲均有不同程度超標(biāo)。(2)檢測(cè)結(jié)果分析。毒物超標(biāo)原因:1)艙室有限空間作業(yè),全面通風(fēng)裝置及換氣裝置未能及時(shí)將焊接過(guò)程產(chǎn)生的危害排出;2)大組立工場(chǎng)(車間)對(duì)大型部件內(nèi)部進(jìn)行焊接時(shí),通風(fēng)效果差;3)電焊作業(yè)密度大,未設(shè)置局部的抽排風(fēng)裝置。噪聲超標(biāo)原因:1)作業(yè)密度大,金屬碰撞;2)調(diào)漆作業(yè)氣動(dòng)裝置進(jìn)行排氣時(shí),未設(shè)置消音器;3)生產(chǎn)工藝受限。
4 采取措施
(1)工藝先進(jìn)性:1)采用低塵、低毒、低氫型焊條,降低焊材的發(fā)塵量;引進(jìn)自動(dòng)焊接操作機(jī),減少焊接煙塵產(chǎn)生量及工人接觸時(shí)間;2)選擇不含苯的油漆,以低毒替換高毒;采用環(huán)保型無(wú)氣噴涂機(jī),以控制噴涂過(guò)程中漆霧的飛散。(2)工程防護(hù)措施:1)船臺(tái)、船塢、舾裝碼頭均露天布置,自然通風(fēng)良好;組立工場(chǎng)(車間)、加工工場(chǎng)等生產(chǎn)廠房四面敞開,屋頂采用氣樓建筑結(jié)構(gòu),自然通風(fēng)良好,毒物、粉塵不易積聚;2)車間設(shè)獨(dú)立的全室通風(fēng)系統(tǒng),采用二次噴涂房,全噴全涂工藝。3)在船體工程配備大量的鼓風(fēng)機(jī)及全新風(fēng)送風(fēng)空調(diào)機(jī),艙室放置送風(fēng)機(jī),通過(guò)軟質(zhì)塑料管把新鮮空氣送到狹窄工作位附近,同時(shí)在工位另一出口處放置軸流排風(fēng)機(jī),把狹窄空間內(nèi)受污染的空氣排出有限空間外。(3)個(gè)人防護(hù)用品:為工人配備防護(hù)眼鏡、電焊皮手套、電焊面罩、帆布手套、防塵口罩、防毒面罩、防護(hù)耳塞、工作服、安全帽、三防勞保鞋、安全帶等。(4)職業(yè)衛(wèi)生管理:建立了較為完善的職業(yè)衛(wèi)生管理制度。(5)職業(yè)健康檢查:進(jìn)行了在崗期間的職業(yè)健康檢查。
5 結(jié)束語(yǔ)
在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,企業(yè)應(yīng)在船體工程各大、小組立工場(chǎng)以及加工工場(chǎng)加設(shè)全面機(jī)械通風(fēng)設(shè)施,針對(duì)部件的大、小組裝場(chǎng)所的焊接、打磨等操作位設(shè)置可移動(dòng)式的焊煙除塵器;根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)要求制定并實(shí)施聽力和呼吸保護(hù)計(jì)劃;建立并完善應(yīng)急救援設(shè)施以及職業(yè)病危害事故應(yīng)急救援預(yù)案的臺(tái)帳,并著手實(shí)際開展相關(guān)應(yīng)急救援培訓(xùn)和演練;作業(yè)工人在進(jìn)入艙室或管道內(nèi)作業(yè)前,應(yīng)進(jìn)行足夠通風(fēng)以排除蓄積的化學(xué)毒物,符合要求才能進(jìn)入,還應(yīng)佩戴齊全個(gè)人防護(hù)用品,并安排專人在外看護(hù),避免作業(yè)工人發(fā)生急性中毒;監(jiān)督工人正確使用、存放及更換個(gè)人防護(hù)用品。
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篇7
關(guān)鍵詞:汽車;內(nèi)飾材料;抗菌;探析
【中圖分類號(hào)】U465.9【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A【文章編號(hào)】1672-3783(2012)04-0471-01
隨著人民物質(zhì)生活水平的不斷提高,汽車逐漸的走進(jìn)了人們的生活,人們與汽車間的接觸也越來(lái)越多。人體表層攜帶很多的細(xì)菌,這些細(xì)菌可通過(guò)人們的皮膚接觸和呼吸而附著到汽車內(nèi)紡織品上,車內(nèi)溫?zé)岫忾]的空間正好促進(jìn)了它們的大量繁殖和生長(zhǎng),進(jìn)而進(jìn)一步損害乘坐者的健康。在這個(gè)惡性循環(huán)中汽車內(nèi)飾紡織材料無(wú)疑起到了媒介作用,傳統(tǒng)的通過(guò)對(duì)車內(nèi)內(nèi)飾紡織材料噴涂殺菌劑的做法不僅不能徹底殺死細(xì)菌,反而會(huì)對(duì)人體造成很大的傷害,暴曬和洗滌也往往沒(méi)有顯著的效果。基于上述原因,國(guó)內(nèi)外相關(guān)工作者對(duì)汽車內(nèi)飾紡織材料的抗菌性進(jìn)行了廣泛的研究并取得了很多的成果。本文特以汽車內(nèi)飾紡織材料抗菌中所用的到抗菌劑為研究對(duì)象,對(duì)國(guó)內(nèi)外的相關(guān)研究成果進(jìn)行了歸納總結(jié),為相關(guān)工作者提供參考。
1 無(wú)機(jī)抗菌劑
無(wú)機(jī)抗菌劑一般是金屬離子等無(wú)機(jī)物或者是其與無(wú)機(jī)載體的復(fù)合體。該類抗菌劑的生產(chǎn)技術(shù)相對(duì)簡(jiǎn)單,國(guó)內(nèi)外相關(guān)的生產(chǎn)廠家很多,但它們的產(chǎn)品質(zhì)量卻參差不齊。無(wú)機(jī)抗菌劑可主要分為金屬離子型和光催化型兩大類[1]。
1.1 金屬及金屬鹽:無(wú)機(jī)抗菌劑一般是由載體和抗菌成份兩部分組成,其中載體主要起到保證活性組份穩(wěn)定和緩釋的作用[2]??咕煞菀话闶且恍┲亟饘匐x子或它們的化合物,它們可以與細(xì)菌中的細(xì)胞蛋白發(fā)生結(jié)合作用,導(dǎo)致細(xì)菌變性或失活[3, 4]。由于重金屬都具有一定的毒副作用,基于安全問(wèn)題,目前常用的為Ag。
1.2 光催化型:目前國(guó)內(nèi)為報(bào)道的光催化抗菌劑都是半導(dǎo)體化合物,但是能夠真正起到自潔、殺菌和除臭等功能的半導(dǎo)體光催化劑并不是很多。相關(guān)研究證實(shí),銳鈦礦結(jié)構(gòu)的二氧化鈦半導(dǎo)體光催化抗菌具有很好的效果[1]。
光催化抗菌劑不僅具有抗菌和防霉作用而且具有消毒速度快、殺菌能力強(qiáng)、持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、沒(méi)有二次污染和穩(wěn)定性優(yōu)良等特點(diǎn),使其受到人們的普遍青睞。但是它發(fā)揮作用的前提是有光的存在,這個(gè)條件極大地限制了它的使用。
納米氧化鋅和納米載銀無(wú)機(jī)抗菌劑是當(dāng)前研究應(yīng)用較為活躍的綠色抗菌劑。與普通尺度的氧化鋅相比,當(dāng)氧化鋅尺寸達(dá)到納米數(shù)量級(jí)后,其性能將會(huì)發(fā)生顯著性的變化,表現(xiàn)出很多優(yōu)異而特殊的性質(zhì),如無(wú)毒和非遷移性等。由于量子尺寸效應(yīng)、離子隧道效應(yīng)和極大比表面積增加效應(yīng),其具有抗菌用量少效果高等優(yōu)點(diǎn),這些特性對(duì)于開發(fā)和生產(chǎn)綠色環(huán)保汽車內(nèi)裝飾紡織材料具有積極的意義。
2 有機(jī)抗菌劑
2.1 季銨鹽類:季銨鹽類抗菌劑一般是指脂肪族類季銨鹽或聚烷氧基三烷基氯化銨。一般銨鹽類的陽(yáng)離子化合物具有很好的殺菌作用,特別是含有12-18個(gè)碳原子的季銨鹽類,其殺菌能力極強(qiáng),經(jīng)常被用來(lái)作為纖維的消毒劑和殺菌劑。季銨鹽化合物是目前國(guó)內(nèi)外較為常用的抗菌劑,但是由于其與纖維的結(jié)合力較差,一般將其與反應(yīng)性樹脂合用,進(jìn)而提高其耐久性。
2.2 有機(jī)硅季銨鹽類:有機(jī)硅季銨鹽系列抗菌劑是一類新型的陽(yáng)離子表面活性劑,它性能優(yōu)良且合成簡(jiǎn)單,具有很好的市場(chǎng)前景[5]。
2.3 胍類(PHMB):胍類消毒劑在醫(yī)藥中已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用。它們中的在水中溶解度小且對(duì)纖維吸附能力強(qiáng)的品種,將特別的有利于作為纖維的抗菌劑。PHMB(聚六亞甲基雙胍)對(duì)革蘭氏陰性菌、革蘭氏陽(yáng)性菌和真菌酵母菌都有廣譜的抗菌作用。PHMB的陽(yáng)荷性可以通過(guò)酸堿中和反應(yīng)而與纖維素產(chǎn)生牢固的結(jié)合。PHMB成功地運(yùn)用于棉、羊毛及棉/羊毛的混紡織物。在PHMB鹽酸鹽中引進(jìn)三甲氧基甲硅丙基即可制得PHGS。棉織物用1%的PHGS處理后,能殺死100%的細(xì)菌,且耐水洗。此外,由于PHMB具有優(yōu)良的熱穩(wěn)定性,將其加入到熔融紡絲液中進(jìn)而可以制成抗菌的合成纖維。
2.4 鹵胺化合物:鹵胺化合物抗菌劑作為一種新型的抗菌劑,它是指含有N-X鍵(X可以為Cl或Br)的化合物,它可以由含胺、酰胺或者酰亞胺基團(tuán)的化合物經(jīng)氧化劑如次鹵酸鹽作用后得到。該類型的化合物中的N-X鍵在水分子的作用下會(huì)發(fā)生緩慢的分解,將具有氧化作用的鹵正離子釋放出來(lái)。由于N-Br鍵的不穩(wěn)定性,其容易發(fā)生分解,因此在實(shí)際的使用中一般都用氯胺化合物。由于氯正離子具有很強(qiáng)的氧化作用,其可以顯著性殺死病菌等微生物。殺死病菌以后,化合物再經(jīng)過(guò)次氯酸鹽溶液漂洗后,其中的N-H鍵又可被氧化成為N-Cl鍵,進(jìn)而重新具有殺菌功能。
3 天然抗菌劑
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)和對(duì)“綠色”紡織品的渴望,天然抗菌劑越來(lái)越引起人們的關(guān)注。天然抗菌劑中,從動(dòng)物中提取的主要有甲殼質(zhì)、殼聚糖和昆蟲抗菌性蛋由質(zhì)等,從植物中提取的主要有檜柏、艾篙、蘆薈等,還有從礦物中提取的抗菌劑[6]。
4 討論
在物質(zhì)生活變得越來(lái)越豐富的今天,健康問(wèn)題已成為人們普遍關(guān)注的焦點(diǎn)。研究有益于人類健康的產(chǎn)品,已成為當(dāng)今世界發(fā)展的潮流,具有重要的意義,汽車內(nèi)飾行業(yè)也是如此,具有抗菌保健功能的內(nèi)飾紡織材料受到越來(lái)越多消費(fèi)者和銷售商的青睞。在汽車內(nèi)飾紡織材料抗菌的過(guò)程中,抗菌劑是決定其效果的關(guān)鍵因素,因此選擇適當(dāng)?shù)目咕鷦┲陵P(guān)重要。
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篇8
關(guān)鍵詞:陶瓷纖維;新品種;應(yīng)用;發(fā)展
1 前言
耐火陶瓷纖維材料是一種輕質(zhì)、高效的保溫絕熱材料,與傳統(tǒng)的絕熱材料相比,它具有以下幾個(gè)方面的性能優(yōu)勢(shì)。
(1) 陶瓷纖維作爐襯體積密度低
陶纖爐襯比輕質(zhì)隔熱磚爐襯輕75%以上,比輕質(zhì)澆注料爐襯輕90%~95%。如采用纖維爐襯可大大減輕窯爐的鋼結(jié)構(gòu)負(fù)荷,延長(zhǎng)爐體使用壽命。
(2) 陶瓷纖維作爐襯熱容量(蓄熱量)低
陶瓷纖維的熱容量?jī)H為輕質(zhì)耐熱襯里和輕質(zhì)澆注料襯里的l/10左右,而爐襯材料的熱容量與爐襯的重量成正比。低熱容量意味著窯爐在往復(fù)操作中吸收的熱量少,同時(shí)升溫的速度加快,大大減少了爐溫操作控制中的能源耗量,尤其對(duì)加熱爐的啟爐、停爐起到非常顯著的節(jié)能效果。
(3) 其他方面
隨著應(yīng)用技術(shù)的提高,陶瓷纖維還在不斷拓展新的應(yīng)用領(lǐng)域。目前,由于全球能源價(jià)格的不斷上漲,節(jié)能已成為我們當(dāng)前的首要任務(wù)。相比隔熱磚與澆注料等傳統(tǒng)耐火材料,節(jié)能效果達(dá)10%~30%的陶瓷纖維在我國(guó)已得到了更多、更廣的應(yīng)用,發(fā)展前景十分看好。
2 國(guó)外陶瓷纖維的發(fā)展及應(yīng)用領(lǐng)域
2.1 國(guó)外陶瓷纖維的發(fā)展
陶瓷纖維最早出現(xiàn)在1941年,美國(guó)巴布、維爾考克斯公司用天然高嶺土,用電弧爐熔融噴吹成纖維。20世紀(jì)40年代后期,美國(guó)兩家公司生產(chǎn)硅酸鋁系列纖維,并首次應(yīng)用于航空工業(yè);20世紀(jì)60年代,美國(guó)研制出多種陶瓷纖維制品,并用于工業(yè)窯爐壁襯。
美國(guó)和加拿大是陶瓷纖維的生產(chǎn)大國(guó),年產(chǎn)量達(dá)到了10萬(wàn)t左右,約占世界耐火纖維年總產(chǎn)量的1/3。歐洲的陶瓷纖維產(chǎn)量位于第三,年產(chǎn)量達(dá)到6萬(wàn)t左右。在年產(chǎn)30萬(wàn)t的陶瓷纖維中,各種制品的比例大致為:毯和纖維模塊占45%;真空成型板、氈及異形制品占25%;散狀纖維棉占15%;纖維繩、布等織品占6%;纖維不定形材料占6%;纖維紙占3%。
2.2 國(guó)外陶瓷纖維的應(yīng)用領(lǐng)域
隨著耐火纖維生產(chǎn)技術(shù)的不斷發(fā)展及廣泛的應(yīng)用,耐火陶纖制品已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了系列化與功能化。產(chǎn)品在使用溫度上,可以滿足從600~1600 ℃不同溫度檔次的使用要求;在形態(tài)上,已經(jīng)逐漸形成了從傳統(tǒng)的棉、毯、氈產(chǎn)品到纖維模塊、板、異型件、紙、纖維紡織品;從纖維棉到纖維噴涂、可塑料、澆注料等多種形態(tài)的二次加工或深加工產(chǎn)品,完全滿足各行業(yè)不同工業(yè)爐對(duì)耐火陶瓷纖維制品的使用要求。在國(guó)外一些大的陶瓷纖維企業(yè)成功開發(fā)并批量生產(chǎn)用于特殊應(yīng)用領(lǐng)域的多晶氧化鋯纖維、氮化硅纖維、碳化硅纖維、硼化物纖維等新產(chǎn)品,如:美國(guó)杜邦公司生產(chǎn)的多晶氧化鋁長(zhǎng)纖維,含有99.9%多晶α-Al2O3,纖維直徑為20 μm,主要用于制造紡織物。由碳化硅纖維增強(qiáng)的金屬基(鈦基)復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料已用于制造航天飛機(jī)部件、高性能發(fā)動(dòng)機(jī)等耐高溫結(jié)構(gòu)材料,是21世紀(jì)航空航天及其他高技術(shù)領(lǐng)域的新材料。
目前,在國(guó)外陶瓷纖維的應(yīng)用帶來(lái)了十分顯著的經(jīng)濟(jì)效益,導(dǎo)致陶瓷纖維的應(yīng)用范圍日益擴(kuò)大,一些主要工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家的陶瓷纖維產(chǎn)量繼續(xù)保持持續(xù)增長(zhǎng)的發(fā)展勢(shì)頭,其中尤以玻璃態(tài)硅酸鋁纖維的發(fā)展最為迅速。
3 國(guó)內(nèi)陶瓷纖維的進(jìn)展及應(yīng)用
我國(guó)陶瓷纖維生產(chǎn)起步較晚,在20世紀(jì)70年代初期,才先后在北京耐火材料廠和上海耐火材料廠研制成功并投入批量生產(chǎn)。其后10余年主要以“電弧爐熔融、一次風(fēng)噴吹成纖、濕法手工制氈”的工藝生產(chǎn)陶瓷纖維制品,工藝落后,產(chǎn)品單一。自1984年首鋼公司耐火材料廠從美國(guó)CE公司引進(jìn)電阻法甩絲成纖陶瓷纖維針刺毯生產(chǎn)線后,至1987年,又有河南陜縣電器廠、廣東高明硅酸鋁纖維廠和貴陽(yáng)耐火材料廠分別從美國(guó)BW公司和Ferro公司引進(jìn)了3條不同規(guī)模、不同成纖方法的陶瓷纖維針刺毯生產(chǎn)線及真空成型技術(shù),從此改變了我國(guó)陶瓷纖維生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)設(shè)備落后和產(chǎn)品單一的面貌。自1986年開始,我國(guó)通過(guò)對(duì)引進(jìn)的陶瓷纖維生產(chǎn)設(shè)備和工藝消化、吸收,并結(jié)合國(guó)情研制、設(shè)計(jì)建成了不同類型的電阻法甩絲(或噴吹)成纖干法針刺毯生產(chǎn)線82條,安裝在45家企業(yè)內(nèi)。年產(chǎn)量已達(dá)到10萬(wàn)t以上,成為世界最大的生產(chǎn)國(guó)。隨著產(chǎn)品品種的多樣化,除批量生產(chǎn)低溫型、標(biāo)準(zhǔn)型、高純型、高鋁型等多種陶瓷纖維針刺毯及超輕質(zhì)樹脂干法氈(板)外,還可生產(chǎn)14%~17% ZrO2的含鋯纖維毯,其使用溫度可達(dá)1300 ℃以上。
20世紀(jì)80年代末期,日本直井機(jī)織公司、車鐵及英特萊等機(jī)織品公司相繼在北京投資建成了陶瓷纖維紡織品專業(yè)生產(chǎn)企業(yè),并批量生產(chǎn)陶瓷纖維布、帶、扭繩、套管、方盤根等陶瓷纖維紡織品,纖維織品生產(chǎn)所需的散狀纖維棉及工藝裝備均已實(shí)現(xiàn)了國(guó)產(chǎn)化。90年代初,北京、上海、遼寧鞍山、山東、河南三門峽等地先后從美國(guó)、法國(guó)、日本等國(guó)引進(jìn)了陶瓷纖維的噴涂技術(shù)和設(shè)備,并在冶金、石化部門工業(yè)窯爐上應(yīng)用了陶瓷纖維噴涂爐襯,節(jié)省了能耗,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益,現(xiàn)已得到了普遍推廣,并在冶金、石化和機(jī)械等部門工業(yè)爐和加熱裝置中的應(yīng)用取得了成功的經(jīng)驗(yàn)。
目前,我國(guó)陶瓷纖維已處于持續(xù)調(diào)整發(fā)展的階段,陶瓷纖維的生產(chǎn)工藝與設(shè)備,尤其是干法針刺毯的生產(chǎn)工藝與設(shè)備具有世界先進(jìn)的含鉻、含鋯硅酸鋁纖維板、多晶氧化鋁纖維、多晶莫來(lái)石纖維及混配纖維制品等新型陶瓷纖維與制品相繼開發(fā)成功,并投放了工業(yè)化生產(chǎn),使纖維狀輕質(zhì)耐火材料構(gòu)成了完整的系列產(chǎn)品。
陶瓷纖維作為過(guò)濾器普遍強(qiáng)度較低,發(fā)展低成本高強(qiáng)度的連續(xù)纖維增強(qiáng)陶瓷纖維過(guò)濾器是今后的發(fā)展方向。陶瓷纖維過(guò)濾器由于其優(yōu)良的特性將會(huì)在高溫?zé)煔膺^(guò)濾等方面發(fā)揮越來(lái)越重要的作用,具有脫硫、脫硝、煙氣催化轉(zhuǎn)化等功能的陶瓷纖維過(guò)濾材料將是熱氣體凈化材料的發(fā)展方向。陶瓷纖維過(guò)濾在我國(guó)高溫?zé)煔鈨艋矫孢€沒(méi)有起步,但近幾年來(lái)的應(yīng)用情況表明,在世界范圍內(nèi)陶瓷過(guò)濾器用量呈現(xiàn)出高增長(zhǎng)趨勢(shì)??梢灶A(yù)見,為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目標(biāo),高溫?zé)煔馓沾蛇^(guò)濾技術(shù)在中國(guó)的推廣應(yīng)用已為期不遠(yuǎn)。新型陶瓷纖維是近年發(fā)展起來(lái)的高技術(shù)功能纖維,除了防紫外線纖維、蓄熱保溫纖維和抗菌防臭纖維外,還有防中子纖維、導(dǎo)電纖維、磁性纖維等,陶瓷微粉在纖維中的應(yīng)用范圍也十分廣闊。
4 陶瓷纖維新品種的種類及應(yīng)用現(xiàn)狀
4.1 新型陶瓷纖維復(fù)合材料
據(jù)報(bào)載,近幾年,日本開發(fā)生產(chǎn)出軍用發(fā)動(dòng)機(jī)用新型陶瓷纖維復(fù)合材料,如:日本三菱株式會(huì)社為戰(zhàn)斗機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)研制了陶瓷纖維復(fù)合材料,該復(fù)合材料是將10 μm的陶瓷纖維編織成三維結(jié)構(gòu),涂以一種玻璃狀的物質(zhì),這種陶瓷纖維耐熱,但易斷裂,將其制成復(fù)合材料,可提高其強(qiáng)度。碳纖維復(fù)合材料通常用機(jī)及火箭箭體,但很少用于發(fā)動(dòng)機(jī),因?yàn)樗蠹s只能應(yīng)用于300 ℃的環(huán)境中,所以一般用鎳基合金。而新(下轉(zhuǎn)第28頁(yè))的陶瓷纖維復(fù)合材料的耐高溫性比碳纖維復(fù)合材料好,而又比鎳基合金輕50%,已在日本防衛(wèi)廳的戰(zhàn)斗機(jī)用發(fā)動(dòng)機(jī)噴管上進(jìn)行了外場(chǎng)試驗(yàn),并在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上成功制造了一個(gè)原型件,并于2005年在火箭發(fā)動(dòng)機(jī)上已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工程應(yīng)用。
4.2 陶瓷纖維模塊
陶瓷纖維模塊是為了簡(jiǎn)化和加快窯爐施工、提高爐襯整體性而推出的新型耐火爐襯制品。陶瓷纖維模塊顏色潔白、尺寸規(guī)整,能直接固定于工業(yè)窯爐爐殼鋼板錨固釘上,具有良好的耐火隔熱效果,提高了窯爐耐火隔熱的整體性,推動(dòng)了窯爐砌筑技術(shù)的進(jìn)步。陶瓷纖維模塊處于預(yù)壓狀態(tài),在爐襯砌筑完畢后,陶瓷纖維模塊的膨脹使?fàn)t襯無(wú)縫隙,并可補(bǔ)償纖維爐襯收縮,以提高纖維爐襯的絕熱性能、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性及抗熱震性。陶瓷纖維模塊安裝迅速,并且錨固件設(shè)置于壁襯冷面,可降低錨固件材質(zhì)的要求。
隨著國(guó)家節(jié)能減排計(jì)劃的推進(jìn),燒磚隧道窯的改造迫在眉睫,陶瓷纖維模塊在燒磚隧道窯吊頂方面以其卓越的保溫性能受到用戶青睞。模塊,包括折疊塊、切片塊、派洛塊、真空成型塊。由于多晶莫來(lái)石纖維制作方法及晶向結(jié)構(gòu)不同,其纖維長(zhǎng)度較短且柔軟性差。無(wú)法制作成大模塊,導(dǎo)致多晶纖維無(wú)法大規(guī)模應(yīng)用。現(xiàn)在多晶纖維多使用在澆注料或耐火磚爐墻、爐頂內(nèi)表面貼塊,使用多晶纖維貼塊可有效降低爐外壁溫度同時(shí)減少爐墻蓄熱損失。
目前,國(guó)內(nèi)陶瓷纖維制造廠家使用的模塊形式多為折疊塊,該結(jié)構(gòu)使用針刺毯進(jìn)行折疊,成型時(shí)使用機(jī)械設(shè)備對(duì)模塊進(jìn)行預(yù)壓。由于折疊塊制作方法導(dǎo)致表面凹凸不平影響抗沖刷涂料噴涂的效果。切片塊就是在此基礎(chǔ)之上改進(jìn)而來(lái),其制作方法與折疊塊相同,只是在成型后將纖維毯折疊處切去使模塊表面平整。
4.3 新型中空纖維陶瓷膜
近年來(lái),新型中空纖維構(gòu)型陶瓷膜受到廣泛關(guān)注,中空纖維陶瓷膜除具有傳統(tǒng)的陶瓷膜本身優(yōu)點(diǎn)以外,還具有裝填密度大、單位體積膜有效分離面積大、膜壁薄、滲透通量高和節(jié)省原料、易于實(shí)現(xiàn)分離設(shè)備小型化等優(yōu)點(diǎn)。新型中空纖維構(gòu)型陶瓷膜的應(yīng)用可望大大提高陶瓷膜分離性能。中空纖維陶瓷膜由于其獨(dú)特的性能和結(jié)構(gòu)特點(diǎn),在用于廢水(氣)處理的無(wú)機(jī)分離膜、固體氧化物陶瓷膜燃料電池、微通道反應(yīng)器、催化劑載體等領(lǐng)域的應(yīng)用正受到越來(lái)越多的關(guān)注。
4.4 陶瓷纖維新品種應(yīng)用現(xiàn)狀
陶瓷纖維新品種的開發(fā)生產(chǎn)和應(yīng)用,大大促進(jìn)了陶瓷纖維的應(yīng)用技術(shù)和施工方法的發(fā)展。含鋯纖維是用熔融法生產(chǎn)的一種用途廣泛、成本較低的硅酸鋁纖維,可大量用作砌筑各種熱工窯爐的熱面全纖維爐襯,目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品在這方面的質(zhì)量和應(yīng)用開發(fā)還相對(duì)落后,現(xiàn)在國(guó)外出現(xiàn)了含鉻纖維,使用溫度比含鋯纖維更高,國(guó)內(nèi)還沒(méi)有這方面的報(bào)道。
篇9
金屬的毒性機(jī)制或致病機(jī)理通常為下列機(jī)制中的一種,如切斷生物大分子表現(xiàn)活性必需的功能基;置換人體生物大分子所需金屬離子;改變?nèi)梭w生物分子構(gòu)成或結(jié)構(gòu)。金屬離子往往依靠改變一些生物大分子如蛋白質(zhì)、核酸和生物膜的構(gòu)成或結(jié)構(gòu)而造成損傷。醫(yī)用金屬材料中合金元素產(chǎn)生的金屬離子多具有強(qiáng)負(fù)電性,易與人體體液內(nèi)的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物質(zhì)結(jié)合形成復(fù)雜的有機(jī)或無(wú)機(jī)化合物,其中的一些化合物具有強(qiáng)的毒性,所以一般來(lái)說(shuō),金屬離子在人體內(nèi)的允許濃度非常低。金屬離子進(jìn)入體液后會(huì)引發(fā)許多生物反應(yīng),如血液反應(yīng)和組織反應(yīng)等。由于人體血液中血小板、血細(xì)胞和蛋白質(zhì)等帶負(fù)電性,因此大量負(fù)電性金屬離子的溶出易于引發(fā)血栓癥狀。金屬離子在人體內(nèi)部分組織或體液內(nèi)的富集會(huì)加重其毒性反應(yīng)。通常Ni離子易富集于血液、滑液和關(guān)節(jié)囊中,Al、V、Cr和Co在尿液、血液、滑液和關(guān)節(jié)囊內(nèi)的濃度都會(huì)增加。在人體組織肺內(nèi)Cr、Al和V離子濃度易于增加,在腎、心臟、肝臟和脾臟內(nèi)Co和Al易于集聚[7]。在人體內(nèi)的金屬鹽細(xì)胞毒性的強(qiáng)弱按照Co>V>Ni>Cr>Ti>Fe的順序降低,體外實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Co、Ni和Cr還有致敏反應(yīng)和致癌傾向。
超量的Ni離子具有細(xì)胞毒性,會(huì)導(dǎo)致局部組織刺激反應(yīng)或組織壞死,甚至?xí)?dǎo)致呼吸功能障礙和過(guò)敏反應(yīng),Ni離子也會(huì)抑制細(xì)胞增殖,存在潛在致癌性。Ni的致病機(jī)理仍然存在爭(zhēng)論。研究表明,在人體內(nèi)二價(jià)鎳離子利用Mg2+離子傳輸系統(tǒng)透過(guò)細(xì)胞膜。二價(jià)鎳離子進(jìn)入細(xì)胞后,與細(xì)胞質(zhì)的配合基結(jié)合,不會(huì)在細(xì)胞核內(nèi)聚集,因此不會(huì)引起癌變。但是鎳的化合物可能致癌。鎳的化合物表面電荷為負(fù),溶解性低,更容易被內(nèi)吞。當(dāng)鎳化合物顆粒被靶細(xì)胞內(nèi)吞時(shí),在細(xì)胞內(nèi)發(fā)生反應(yīng),二價(jià)鎳離子被釋放,與DNA分子結(jié)合,結(jié)合的DNA分子若不能正確修復(fù),將致DNA斷裂或突變,從而間接引起致癌。鎳離子會(huì)減弱DNA、RNA等酶的活性,減少DNA復(fù)制。鎳離子通過(guò)降低DNA合成,改變DNA結(jié)構(gòu),抑制DNA的轉(zhuǎn)錄和復(fù)制,引起DNA和蛋白質(zhì)交聯(lián)以及DNA單鏈斷裂,導(dǎo)致DNA損傷和細(xì)胞毒作用[21]。鎳在一些生物化學(xué)反應(yīng)中具有較高的活性,比如氫化和脫氫反應(yīng)。并且在一些氧化反應(yīng)中起到催化劑作用。當(dāng)金屬(Fe、Co、Ni、Cr、Mo、W和Re)和一氧碳化物反應(yīng)時(shí),形成羥基金屬化合物,以液體、固體或復(fù)合化合物形式存在。其中Ni(CO)6和Cr(CO)6化合物不穩(wěn)定,這些離子對(duì)生物體有害。Ni(CO)6在常壓下即可形成,在人體溫度加速發(fā)生放熱反應(yīng),釋放鎳離子。Ni(CO)6的有害作用與其抑制血紅蛋白與氧的結(jié)合能力有關(guān),引起體內(nèi)缺氧反應(yīng)。Ni(CO)6分解形成的氯化物也具有毒性。
Al和V都是常用醫(yī)用鈦合金Ti6Al4V中的有害元素。在生物體內(nèi)長(zhǎng)期植入的Ti6Al4V合金會(huì)釋放出Al和V離子,對(duì)人體產(chǎn)生毒害作用。Al元素在人體內(nèi)形成的鹽達(dá)到一定濃度后會(huì)導(dǎo)致人體器官損傷,此外Al元素會(huì)引起骨軟化、貧血和神經(jīng)紊亂。鋁元素與無(wú)機(jī)磷結(jié)合,會(huì)致使磷缺失,會(huì)誘發(fā)老年癡呆癥等。人體內(nèi)鋁元素的毒性和其與體內(nèi)的生物配體反應(yīng)有關(guān)[25]。有毒的三價(jià)鋁離子取代人體重要酶及二價(jià)鎂離子從而影響細(xì)胞機(jī)能。三價(jià)鋁離子通過(guò)影響神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)鈣離子的濃度將引起細(xì)胞功能紊亂,細(xì)胞內(nèi)鈣離子濃度升高時(shí)這種現(xiàn)象更明顯。三價(jià)鋁離子進(jìn)入細(xì)胞內(nèi)將與親和力高的鈣調(diào)蛋白結(jié)合,導(dǎo)致其無(wú)法調(diào)控鈣離子濃度,從而造成鈣離子濃度升高、細(xì)胞機(jī)能改變甚至壞死。鋁元素的神經(jīng)毒性機(jī)理與鋁離子與染色質(zhì)中的DNA結(jié)合有一定的關(guān)系,通過(guò)改變基因傳遞信號(hào)影響細(xì)胞活性,引起神經(jīng)元纖維異常蛋白質(zhì)合成,從而造成神經(jīng)元的病理改變。釩元素在人體內(nèi)易于形成釩酸鹽(VO3-,V5+)和釩氧陽(yáng)離子(VO2+,V4+),它們進(jìn)入細(xì)胞后被還原物質(zhì)還原,并同磷酸鹽、蛋白質(zhì)、乳酸和檸檬酸等配位體結(jié)合。適量釩酸鹽和釩氧陽(yáng)離子對(duì)生物體的機(jī)能起有益作用,當(dāng)其超量聚集時(shí)會(huì)對(duì)生物體產(chǎn)生毒性。釩酸鹽和釩氧陽(yáng)離子在人體內(nèi)累積于肝腎、骨、脾等器官,其毒性作用與磷酸鹽的代謝有關(guān),通過(guò)影響鉀、鈉、氫和鈣離子的ATP酶發(fā)生作用,其毒性可能超過(guò)鉻和鎳,引起致癌。釩酸鹽和釩氧陽(yáng)離子還與躁狂郁抑癥有一定關(guān)系[30,31]。人體紅細(xì)胞內(nèi)的鉀鈉和ATP酶的活性與釩酸鹽的濃度成反向關(guān)系,當(dāng)濃度上升時(shí),鈉泵活性下降。躁狂郁抑癥患者的遺傳缺陷與細(xì)胞不能產(chǎn)生新的鈉泵(Na+,K+—ATP酶)有關(guān),引起鈉和鉀進(jìn)出細(xì)胞失調(diào),使人體內(nèi)細(xì)胞鈉濃度增高,造成代謝紊亂。三價(jià)到六價(jià)鉻離子等活性中間體在氧化應(yīng)激反應(yīng)和氧化組織損壞情況下會(huì)引起細(xì)胞毒性、基因毒性和致癌性。當(dāng)六價(jià)鉻和鎳離子達(dá)到一定劑量時(shí),會(huì)干擾體內(nèi)正常氧化還原反應(yīng),進(jìn)而破壞細(xì)胞傳遞信號(hào)和基因表述。鈷的致癌性在于其抑制了DNA的修復(fù),而二價(jià)鈷的毒性大于三價(jià)鈷的毒性[7]。
2防護(hù)涂層研究
大量的醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)研究結(jié)果表明,NiTi合金在各種生理?xiàng)l件下未發(fā)現(xiàn)人體排異性反應(yīng)和炎癥,滿足人體植入物生物學(xué)醫(yī)用材料評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)(QNB0030-1998)的要求,即無(wú)致敏、無(wú)細(xì)胞毒性和無(wú)致癌性,溶血性為0.13%。但是考慮到醫(yī)用金屬材料在長(zhǎng)期使用過(guò)程中的安全性及可靠性,研究人員仍對(duì)Ni離子溶出可能造成的潛在風(fēng)險(xiǎn)持謹(jǐn)慎態(tài)度。金屬材料的耐蝕性及其合金元素的毒性是影響其生物相容性的關(guān)鍵因素[32]。為了提高醫(yī)用金屬材料的耐蝕性能,抑制有害離子的溶出,對(duì)現(xiàn)有金屬材料進(jìn)行表面改性已經(jīng)成為必要手段。例如,在與生物體組織接觸1000h的條件下測(cè)量鎳鈦合金支架釋放的Ni離子的含量,機(jī)械拋光鎳鈦合金的Ni/Ti離子含量比為0.18,而電化學(xué)拋光合金的約為0.04。這個(gè)結(jié)果說(shuō)明電解拋光大幅度降低了NiTi合金的Ni離子釋放。目前,多種具有優(yōu)異生物相容性或功能性涂層已被用于生物金屬材料的表面處理,如金屬(Au、Pt、Pd、Ta、Mo)涂層、彈性高分子聚合物涂層、各種氮、氧化物涂層、羥基磷灰石(Ca10(PO4)6(OH)2,HA)生物陶瓷涂層和固載骨形成蛋白(BMP),達(dá)到了改善耐腐蝕性能,提高生物相容性和降低有害離子溶出的目的。生物涂層的制備方法種類很多。等離子噴涂多用于口腔、關(guān)節(jié)種植體的表面處理??梢試娡康幕w包括純鈦、鈦合金及不銹鋼等,涂層材料有羥基磷灰石(HA),α或β-磷酸三鈣、磷酸四鈣及三氧化二鋁等。
目前的研究重點(diǎn)集中在新型涂層材料、涂層與基體之間的過(guò)渡材料、噴涂工藝及涂層與誘導(dǎo)性生物質(zhì)的復(fù)合等。在種植體表面燒結(jié)的多孔結(jié)構(gòu)有利于成纖維細(xì)胞形成緊密的附著及定向生長(zhǎng)。離子束輔助沉積法克服了等離子噴涂時(shí)涂層與基體間附著力較差的缺點(diǎn)。Ektessabi采用離子束輔助沉積薄膜方法在鈦合金表面成功地制備了附著力高的羥基磷灰石薄膜[39]。但該項(xiàng)技術(shù)在生物醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用還不成熟,有待于進(jìn)一步開發(fā)應(yīng)用。化學(xué)熱處理法是一種新型的表面改性技術(shù),可以在鈦合金表面形成微米級(jí)和納米級(jí)結(jié)構(gòu)形貌,獲得特殊的表面物理和化學(xué)特性。該方法是一種熱化學(xué)工藝,包括酸蝕刻和控制氧化處理,處理后表面無(wú)裂紋、與基體結(jié)合強(qiáng)度高。表面形成的多尺度的微觀結(jié)構(gòu)和表面羥基化化學(xué)特性有利于細(xì)胞的附著、增殖和分化。通過(guò)酸蝕刻先破壞原有的氧化層結(jié)構(gòu),重新再氧化形成納米尺度和微米尺寸的表面結(jié)構(gòu)。其結(jié)構(gòu)與二氧化鈦涂層結(jié)構(gòu)有明顯不同。植入物經(jīng)HF+H2O2處理后在模擬體液沉浸一周后評(píng)估Ti6Al4V表面離子釋放水平,發(fā)現(xiàn)釩離子和鋁離子釋放水平明顯降低。鈦及鈦合金通過(guò)表面形成薄的氧化物層抑制離子釋放和反應(yīng),表面形成惰性層提高了生物相容性。另一方面,表面惰性導(dǎo)致纖維組織層的形成,抑制了骨整合。離子注入法應(yīng)用較多的是Ca、Na、P、F離子注入和Ca-P聯(lián)合注入。Ca離子注入在植入物表面形成磷酸鈣的沉淀物,促進(jìn)新骨的形成。P離子注入在植入物表面形成TiP涂層,提高了基體的耐蝕性,抑制了基體有害離子的釋放。
溶膠凝膠法可以使植入物在溶液中沉積薄膜時(shí)達(dá)到分子水平的均勻混合,有益于提高基體與涂層的結(jié)合強(qiáng)度。這種方法可以對(duì)形狀復(fù)雜的植入物件沉積薄膜,并控制沉積膜的組成、厚度及形態(tài)。采用這種方法制造的薄膜包括TiO2、CaP和TiO2-CaP以及SiO2基薄膜。采用這種方法在NiTi合金表面制備了TiO2-SiO2薄膜,提高了基體的耐蝕性和血液等生物相容性,與基體有較高的結(jié)合力。在鈦合金表面制成的TiO2/HA涂層顯著促進(jìn)成骨細(xì)胞的生長(zhǎng)。利用等離子體電解氧化技術(shù)(PEO)又稱微弧氧化技術(shù)(MAO),可以在生物材料表面形成以金紅石型和銳鈦礦型TiO2為主的涂層,制備HA相或CaTiO3相涂層。含有HA相的磷酸鈣涂層的彈性模量(30GPa)和人體骨彈性模量(20GPa)接近,可有效抑制應(yīng)力遮擋造成的危害,同時(shí),由于具有和人體骨接近的化學(xué)成分組成(包括Ca、P濃度和Ca/P比例)和較高的結(jié)合強(qiáng)度和密度,使該涂層能抑制生物材料內(nèi)有害離子的釋放。MAO技術(shù)使人工假體表面具備了生物活性和多孔性,結(jié)合骨形態(tài)發(fā)生蛋白(BMP)的復(fù)合,促進(jìn)了新骨形成。
3結(jié)語(yǔ)
篇10
本文通過(guò)闡述紡織品的阻燃機(jī)理,介紹了幾種阻燃紡織品的加工方法,現(xiàn)階段常用的評(píng)判、測(cè)試方法以及阻燃紡織品的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:阻燃紡織品;阻燃機(jī)理;加工方法;燃燒性能測(cè)試
引言
隨著現(xiàn)代化科學(xué)技術(shù)的發(fā)展、紡織工業(yè)的進(jìn)步,紡織品種類不斷增多,其應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)展延伸到人們生產(chǎn)、生活的各個(gè)方面。但紡織品材料一般都易燃或可燃,容易引發(fā)火災(zāi)事故。據(jù)統(tǒng)計(jì),世界上約20%以上的火災(zāi)事故都是由紡織品燃燒引起或擴(kuò)大的,尤其是住宅失火。因此,紡織品的阻燃功能對(duì)消除火災(zāi)隱患,延緩火勢(shì)蔓延,降低人民生命財(cái)產(chǎn)損失都極為重要。近年來(lái),各國(guó)紛紛開展紡織品阻燃技術(shù)方面的研究,并制定了相應(yīng)的紡織品燃燒性能測(cè)試方法、阻燃制品標(biāo)準(zhǔn)和應(yīng)用法規(guī)等。
1 紡織品的阻燃機(jī)理
所謂“阻燃”,并非阻燃整理后的紡織品在接觸火源時(shí)不會(huì)燃燒,而是使織物在火中盡可能降低其可燃性,減緩蔓延速度,不形成大面積燃燒,離開火焰后,能很快自熄,不再續(xù)燃或陰燃[1-3]。
1.1 纖維材料的燃燒與阻燃原理
合成纖維的燃燒是材料和高溫?zé)嵩唇佑|,吸收熱量后發(fā)生熱解反應(yīng),熱解反應(yīng)生成易燃?xì)怏w,易燃?xì)怏w在氧存在的條件下,發(fā)生燃燒,燃燒產(chǎn)生的熱量被纖維吸收后,又促進(jìn)了纖維繼續(xù)熱解和進(jìn)一步燃燒,形成一個(gè)循環(huán)。對(duì)此人們提出了阻燃的基本原理:減少(或者基本沒(méi)有)熱分解氣體的生成,阻礙氣相燃燒的基本反應(yīng),吸收燃燒區(qū)域的熱量,稀釋和隔離空氣等。
1.2 阻燃劑的阻燃機(jī)理
纖維用阻燃劑有:鋁鎂氫氧化物、含硼化合物、鹵硼化合物、鹵系阻燃劑、磷系阻燃劑等。不同阻燃劑的阻燃機(jī)理有很大的區(qū)別。概括起來(lái)主要有以下幾種。
1.2.1 覆蓋機(jī)理
在可燃材料中加入阻燃劑后,阻燃劑在高溫下可在聚合物表面形成一層玻璃狀或穩(wěn)定泡沫覆蓋層以隔熱、隔絕空氣,起到阻止熱傳遞、減少可燃性氣體釋放和隔絕氧的作用從而達(dá)到阻燃目的。阻燃劑形成隔離膜的方式有兩種,一是阻燃劑降解產(chǎn)物促進(jìn)纖維表面脫水炭化,進(jìn)而形成結(jié)構(gòu)更趨穩(wěn)定的交聯(lián)狀固體物質(zhì)或炭化層,炭化層能阻止聚合物進(jìn)一步熱裂解,還能阻止其內(nèi)部的熱分解產(chǎn)物進(jìn)入氣相參與燃燒過(guò)程。含磷阻燃劑對(duì)含氧聚合物的阻燃作用即是通過(guò)此種方式實(shí)現(xiàn)的。二是阻燃劑在燃燒溫度下分解成不揮發(fā)的玻璃狀物質(zhì)包覆在聚合物表面起隔離膜的作用,硼系和鹵化磷類阻燃劑具有類似特征。
1.2.2 不燃性氣體窒息機(jī)理
阻燃劑受熱分解出現(xiàn)不燃性氣體,將纖維燃燒分解出來(lái)的可燃性氣體濃度沖淡到能產(chǎn)生火焰濃度以下,同時(shí)稀釋燃燒區(qū)內(nèi)的氧濃度,阻止燃燒繼續(xù)進(jìn)行,又由于氣體的生成和熱對(duì)流帶走了一部分熱,從而達(dá)到阻燃作用[4-5]。
1.2.3 吸熱機(jī)理
任何燃燒在短時(shí)間所放出的熱量有限,如果能在短時(shí)間內(nèi)吸收火源所放出的部分熱量,火焰溫度就會(huì)降低,輻射到燃燒表面和作用于自由基的熱量就會(huì)減少,燃燒反應(yīng)受到抑制。
高溫條件下,阻燃劑發(fā)生吸熱脫水、相變、分解或其他吸熱反應(yīng),降低纖維表面及燃燒區(qū)域的溫度,降低可燃物表面溫度,有效地抑制可燃性氣體的生成,阻止燃燒的蔓延,最終破壞維持聚合物燃燒的條件,達(dá)到阻燃目的。如鋁、鎂及硼等無(wú)機(jī)阻燃劑,充分發(fā)揮其結(jié)合水蒸氣時(shí)大量吸熱的特性,提高自身的阻燃能力。
1.2.4 自由基控制機(jī)理
根據(jù)燃燒的鏈反應(yīng)理論,維持燃燒的是自由基。阻燃劑在氣相燃燒區(qū)捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基,阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止。如含鹵阻燃劑的蒸發(fā)溫度和聚合物分解溫度相同或相近,當(dāng)聚合物受熱分解時(shí),阻燃劑也同時(shí)揮發(fā)出來(lái),此時(shí)含鹵阻燃劑與熱分解產(chǎn)物同時(shí)處于氣相燃燒區(qū),鹵素便能夠捕捉燃燒反應(yīng)中的自由基,阻止火焰的傳播,使燃燒區(qū)的火焰密度下降,最終使燃燒反應(yīng)速度下降直至終止[6-7]。
1.2.5 催化脫水機(jī)理
阻燃劑在高溫下生成具有脫水能力的羧酸、酸酐等,與纖維基體反應(yīng)促進(jìn)脫水炭化,減少可燃性氣體的生成。
2 阻燃紡織品的加工方法
研究織物的阻燃技術(shù)是指通過(guò)物理或化學(xué)的方法賦予織物一定的阻燃性能,降低材料的可燃性,減慢火焰蔓延速度,其實(shí)質(zhì)是破壞織物中纖維的燃燒過(guò)程。近年來(lái),世界各國(guó)主要從以下兩個(gè)方面來(lái)開展對(duì)織物阻燃技術(shù)的研究:一是生產(chǎn)阻燃纖維;二是對(duì)織物進(jìn)行阻燃整理[8-9]。
2.1 阻燃纖維的制造
纖維阻燃的途徑是阻止或減少纖維熱分解,隔絕或稀釋氧氣,快速降溫使其終止燃燒。為實(shí)現(xiàn)上述目的,一般是將有阻燃功能的阻燃劑通過(guò)聚合物聚合、共混、共聚、復(fù)合紡絲、接枝改性等加入到化纖中或用后整理方法將阻燃劑涂在纖維表面或滲入纖維內(nèi)部。在實(shí)際應(yīng)用中,往往采用多種阻燃劑,以兩種以上方式協(xié)同效應(yīng)達(dá)到阻燃效果。
2.1.1 共聚法
現(xiàn)行的阻燃腈綸和滌綸大多數(shù)采用共聚方法生產(chǎn),其技術(shù)已較成熟。由于阻燃元素結(jié)合在成纖高分子鏈上,因此阻燃性能持久,對(duì)纖維的其他性能影響較小,采用這種方法生產(chǎn)的阻燃腈綸通常稱為改性腈綸。
2.1.2 共混法
共混法技術(shù)具有生產(chǎn)簡(jiǎn)便、品種更換靈活等特點(diǎn),因此是阻燃纖維開發(fā)的重要技術(shù)路線,幾乎所有阻燃化學(xué)纖維均可采用這種方法制備。
2.1.3 接枝法
主要用于制備阻燃滌綸或混紡織物,其方法有化學(xué)法、輻射法和等離子體法,接枝體都為具有不飽和雙鍵的化合物。接枝法技術(shù)使用靈活,既可用于纖維也可用于織物的阻燃,但因成本高、設(shè)備較復(fù)雜而還沒(méi)有工業(yè)化。
2.1.4 皮芯復(fù)合紡絲法
以共混或共聚阻燃高聚物為芯、普通高聚物為皮,通過(guò)復(fù)合紡絲制成的阻燃復(fù)合纖維可避免阻燃纖維變色和耐光性差的問(wèn)題,提高阻燃性能的穩(wěn)定性和染色性能,但加工設(shè)備要求高。
2.1.5 本質(zhì)阻燃纖維
按性能分類,阻燃纖維可分為阻燃常規(guī)改性纖維和阻燃高性能纖維,阻燃常規(guī)改性纖維以阻燃滌綸和腈綸產(chǎn)量最大,由于航空航天等尖端高技術(shù)和軍事工業(yè)發(fā)展的需要,阻燃高性能纖維得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。阻燃高性能纖維主要包括芳香族聚酰胺Nomex和Kevlar,聚酰亞胺如法國(guó)的Kermal,聚砜酰胺,聚芳酣,聚酚醛樹脂,聚四氟乙烯,以及陶瓷、玻璃等纖維。
2.2 織物的阻燃整理
織物的阻燃整理是通過(guò)吸附沉積、化學(xué)鍵合、粘合作用使阻燃劑覆在織物上。當(dāng)遇到火種時(shí)發(fā)生物理和化學(xué)反應(yīng),從而達(dá)到阻燃效果。
2.2.1 噴涂
適宜于不需洗滌織物或洗滌次數(shù)極少的裝飾織物和建筑用織物,如地毯、墻布等。噴涂加工后一般不經(jīng)水洗等后處理,對(duì)阻燃劑的選擇要求不高,工藝簡(jiǎn)單,操作簡(jiǎn)便。
2.2.2 浸軋和浸漬
適宜于加工睡衣、床上用品和家具用品等,也可加工外衣。要求阻燃劑的耐洗牢度優(yōu)良??山Y(jié)合其他特種功能――浴浸軋型整理,也可分步加工。此種加工方式工藝復(fù)雜,適用范圍廣,成本較噴涂高。
2.2.3 涂層
適宜于加工勞動(dòng)保護(hù)服,以及裝飾織物。對(duì)阻燃劑的選擇要求較高,要求阻燃性和耐熱性好。在加工過(guò)程中,一般與其他特種功能涂層同時(shí)進(jìn)行。
3 阻燃織物的測(cè)試
GB/T17591―2006《阻燃織物》標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了阻燃織物的產(chǎn)品分類、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、包裝和標(biāo)志,適用于裝飾用、交通工具內(nèi)飾用、阻燃防護(hù)服用的機(jī)織物和針織物。
3.1 評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)
評(píng)判織物的阻燃性能通常采用兩種標(biāo)準(zhǔn):一是從織物的燃燒速度來(lái)進(jìn)行評(píng)判,即經(jīng)過(guò)阻燃整理的面料按規(guī)定的方法與火焰接觸一定的時(shí)間,然后移去火焰,測(cè)定面料繼續(xù)有焰燃燒的時(shí)間和無(wú)焰燃燒的時(shí)間,以及面料被損毀的程度。有焰燃燒的時(shí)間和無(wú)焰燃燒的時(shí)間越短,被損毀的程度越低,則面料的阻燃性能越好;反之,則表示面料的阻燃性能不佳。
另一種是通過(guò)測(cè)定樣品的極限氧指數(shù)來(lái)進(jìn)行評(píng)判。面料燃燒都需要氧氣,氧指數(shù)LOI是樣品燃燒所需氧氣量的表示,故通過(guò)測(cè)定氧指數(shù)即可判定面料的阻燃性能。氧指數(shù)越高則說(shuō)明維持燃燒所需要的氧氣濃度越高,即表示越難燃燒。該指數(shù)可用樣品在氮、氧混合氣體中保持燃燒所需氧氣的最小體積百分?jǐn)?shù)來(lái)表示。從理論上講,紡織材料的氧指數(shù)只要大于21%,其在空氣中就有自熄性。根據(jù)氧指數(shù)的大小,通常將紡織品分為(LOI35%)4個(gè)等級(jí)。事實(shí)上,幾乎所有常規(guī)紡織材料都屬易燃或可燃的范圍。
3.2 測(cè)試方法
燃燒試驗(yàn)方法主要用來(lái)測(cè)試試樣的損毀長(zhǎng)度、面積,續(xù)燃時(shí)間和陰燃時(shí)間,火焰蔓延速率等指標(biāo)。
根據(jù)試樣與火焰的相對(duì)位置,可分為垂直法、傾斜法和水平法。國(guó)際上對(duì)紡織材料的燃燒性能測(cè)試方法的標(biāo)準(zhǔn)化已經(jīng)相當(dāng)全面和完善,包括ISO、ASTM、BS、JIS在內(nèi)的國(guó)際和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)都各自有10余項(xiàng)相關(guān)的測(cè)試方法標(biāo)準(zhǔn),如:GB/T5454―1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)氧指數(shù)法》、GB/T5455―1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》、GB/T5456―2009《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直方向火焰蔓延性能的測(cè)定》,GB14645《紡織織物 燃燒性能 45°方向損毀面積和接焰次數(shù)測(cè)定》,F(xiàn)Z/T01028《紡織織物 燃燒性能測(cè)定 水平法》等。
中國(guó)目前對(duì)于服裝阻燃性能的測(cè)試主要采用GB/T5455―1997《紡織品燃燒性能試驗(yàn)垂直法》。其原理是將一定尺寸的試樣垂直于規(guī)定的燃燒試驗(yàn)箱中,用規(guī)定的火焰點(diǎn)燃12 s除去火源后,測(cè)定試樣的續(xù)燃時(shí)間和陰燃時(shí)間,陰燃停止后,按規(guī)定的方法測(cè)出損毀長(zhǎng)度。
4 阻燃紡織品的發(fā)展趨勢(shì)
隨著紡織技術(shù)的快速發(fā)展,我國(guó)的阻燃紡織品近年來(lái)也獲得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,并呈現(xiàn)出不同的發(fā)展趨勢(shì)。
4.1 功能復(fù)合化
阻燃功能紡織品除早期的阻燃防熱輻射、阻燃抗靜電以外,近年來(lái)根據(jù)紡織品面料應(yīng)用場(chǎng)所不同提出了新的要求,如日本專利報(bào)道的用于浴室等潮濕環(huán)境下的窗簾、帷幕等,除阻燃外,還要求防霉和拒水;用于服用、沙發(fā)和床單等面料要求阻燃外還需具有衛(wèi)生保健功能。在軍事領(lǐng)域,作戰(zhàn)服和軍事裝備的偽裝材料不僅要求具有阻燃性,還要求具有防偽功能。在我國(guó),阻燃抗靜電紡織品研究較成熟,對(duì)阻燃拒水和拒油產(chǎn)品也有研究,具有衛(wèi)生保健功能的紡織品開發(fā)值得關(guān)注。
4.2 綠色環(huán)保化
阻燃纖維的綠色化,是指減少生產(chǎn)過(guò)程對(duì)環(huán)境和操作人員的毒害作用,防止纖維對(duì)穿用人產(chǎn)生不良影響,火災(zāi)發(fā)生時(shí),不會(huì)產(chǎn)生“二次毒害”。這是因?yàn)椋枞祭w維所用阻燃劑一般含有鹵、磷、硫等元素,大都具有較大的毒性,在阻燃劑合成和纖維生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)對(duì)操作人員產(chǎn)生一定的毒害作用,其“三廢”的排放會(huì)帶來(lái)較嚴(yán)重的環(huán)境污染。從環(huán)境保護(hù)、人類安全和阻燃效率的角度出發(fā)開發(fā)無(wú)鹵、高效、低煙、低毒的環(huán)境友好型阻燃紡織品是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。有機(jī)硅系阻燃劑作為典型的無(wú)鹵阻燃劑,具有高效、無(wú)毒、低煙、無(wú)污染的特點(diǎn),并具有改善分散性和加工性能的特點(diǎn)。
4.3 高技術(shù)化
高技術(shù)纖維是隨著高新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展需要而開發(fā)出來(lái)的一系列具有高性能、高功能的纖維。高技術(shù)纖維在生產(chǎn)工藝中應(yīng)用發(fā)展了一系列新技術(shù),如靜電紡絲、凝膠紡絲、膜裂紡絲、液晶紡絲、離心紡絲等,給合成纖維工業(yè)帶來(lái)新的生命。高技術(shù)耐高溫阻燃纖維是其中的一個(gè)重要分支,高技術(shù)型阻燃纖維由于自身獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu),無(wú)須添加阻燃劑或進(jìn)行改性,本身就具有耐高溫阻燃的特性。如聚丙烯腈預(yù)氧化纖維(OPANF)、聚苯并咪唑(PBI)纖維、聚間苯二甲酞二胺(MPIA)纖維、三聚氰胺縮甲醛纖維(MF)等。
4.4 舒適型阻燃纖維
在高溫、強(qiáng)熱輻射及有明火的環(huán)境中,作業(yè)人員必須穿著阻燃防護(hù)服或熱防護(hù)服。在上述條件下,人的熱負(fù)荷過(guò)高,難以長(zhǎng)時(shí)間堅(jiān)持正常的工作效能。因此對(duì)于阻燃紡織品而言,必須兼顧紡織品的舒適性。對(duì)于阻燃纖維而言則應(yīng)兼顧阻燃性能、可紡性能和熱濕舒適性能。
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