消煙劑的抑煙和消煙原理
在火災(zāi)中煙是最先產(chǎn)生和最易致死且貽誤救火時(shí)機(jī)的因素。
據(jù)統(tǒng)計(jì)火災(zāi)中的死亡人數(shù)有60%-80%是窒息所致，所以當(dāng)代的“阻燃”是與“消煙”相提并論的，而且對(duì)某些高聚物如PVC而言“消煙”比“阻燃”更為重要。
一、煙霧的組成
1、可見部分為固體懸浮物
主要是聚合物材料熱分解或不完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的固體、液體小顆粒懸浮在空氣中形成的一種溶膠。
其中黑煙為炭黑，粒徑為0.03-0.05μm；
白煙為懸浮在空氣中的微小粒子。
2、不可見部分為氣體。
如HCl、CO2、CO、HCN及甲烷等。
常見高聚物燃燒后的煙霧組成 常見高聚物燃燒后的發(fā)煙密度（用透過煙的光強(qiáng)度衰減量來描述的）
由上可得：
A、多烯烴結(jié)構(gòu)或側(cè)鏈有苯環(huán)的聚合物，發(fā)煙量較多，這是因?yàn)槎嘞┨兼溈梢酝ㄟ^環(huán)化、縮聚、生成石墨化炭粒；
B、而側(cè)鏈上有苯環(huán)的聚合物(如聚苯乙烯)燃燒時(shí)很容易生成共軛雙鍵不飽和烴，而后碳鏈環(huán)化縮聚成炭，發(fā)煙量高。
C、聚氯乙烯脫氯化氫后環(huán)化也形成燃燒放煙量大的聚合物。
二、部分抑煙劑的抑煙和消煙原理
塑料消煙的基本原理為加入無機(jī)消煙劑，改變塑料的降解方式，抑制炭微粒的形成，使之形成焦炭，并吸收有毒氣體。
抑煙劑概念：能有效減少發(fā)煙量和煙密度的一種添加劑。
1、PVC中HCl脫除后，多烯碳骨架的裂解階段才有熱和煙釋放。
金屬化合物的加入都不同程度地起到了促進(jìn)HCl脫除和抑制碳骨架裂解的雙重作用。
抑制碳骨架裂解會(huì)減少烴類揮發(fā)物的生成量，進(jìn)而減少作為燃料不完全燃燒產(chǎn)物的煙的產(chǎn)量，從而起到阻燃和抑煙的雙重作用。
2、氫氧化鋁受熱脫水生成的Al2O3有較大的表面積，能吸附煙核和煙顆粒，起到消煙作用。
三、目前開發(fā)抑煙劑為協(xié)效復(fù)合體系有：
金屬氧化物 鉬系化合物 硼系化合物 鐵系化合物
1、鉬系化合物
大量商品化的高效鉬化合物消煙劑是三氧化鉬及八鉬酸銨。
鉬化合物的抑煙機(jī)理主要是：三氧化鉬和八鉬酸銨中的鉬都是六價(jià)，其氧化態(tài)和配位數(shù)易于改變，這使得它們有可能作為阻燃劑及抑煙劑。
抑煙的作用是通過鉬系在固相而不是在氣相中起作用。
在燃燒后，90％以上的鉬系殘留在炭層中。
鉬化物迄今被認(rèn)為是最好的消煙劑，如Shemlnwilliams公司開發(fā)的Kegad911A是含少量鋅和鉬的絡(luò)合物，在PVC中添加4%可減少煙量1/3。
由于鉬化物價(jià)格昂貴，采用硼酸鋅、二茂鐵、氫氧化鋁、硅的化合物與少量鉬化物復(fù)配，是解決消煙問題較現(xiàn)實(shí)的途徑，如Climax公司開發(fā)的Moly-FR-201是鉬酸銨和氫氧化鋁的復(fù)合物，在PVC中添加5～10份發(fā)煙量可減少43%。
2、鐵系化合物 二茂鐵是亞鐵的環(huán)戊二烯絡(luò)合物。
二茂鐵呈橘紅色，不能與含磷阻燃劑并用。
且因?yàn)橛蓄伾?，不易推廣應(yīng)用。
二茂鐵主要作為硬質(zhì)PVC的抑煙劑銷售。每100份PVC用0.5份，即可使硬PVC的生煙量降低30％～70％。
二茂鐵在PVC脫HCl過程中迅速地轉(zhuǎn)化為α-Fe2O3，存在于炭層中，α-Fe2O3能引起炭化層灼燒，催化氧化炭層成為CO和CO2，從而減少了炭黑形成的數(shù)量。
FeCl2和FeCl3是α-Fe2O3生成的前身，它們也是有效的消煙劑，它們改變善了PVC的裂解過程，使之容易生成輕質(zhì)焦油，從而減少了煙黑的生成。
據(jù)統(tǒng)計(jì)火災(zāi)中的死亡人數(shù)有60%-80%是窒息所致，所以當(dāng)代的“阻燃”是與“消煙”相提并論的，而且對(duì)某些高聚物如PVC而言“消煙”比“阻燃”更為重要。
一、煙霧的組成
1、可見部分為固體懸浮物
主要是聚合物材料熱分解或不完全燃燒時(shí)所產(chǎn)生的固體、液體小顆粒懸浮在空氣中形成的一種溶膠。
其中黑煙為炭黑，粒徑為0.03-0.05μm；
白煙為懸浮在空氣中的微小粒子。
2、不可見部分為氣體。
如HCl、CO2、CO、HCN及甲烷等。
常見高聚物燃燒后的煙霧組成 常見高聚物燃燒后的發(fā)煙密度（用透過煙的光強(qiáng)度衰減量來描述的）
由上可得：
A、多烯烴結(jié)構(gòu)或側(cè)鏈有苯環(huán)的聚合物，發(fā)煙量較多，這是因?yàn)槎嘞┨兼溈梢酝ㄟ^環(huán)化、縮聚、生成石墨化炭粒；
B、而側(cè)鏈上有苯環(huán)的聚合物(如聚苯乙烯)燃燒時(shí)很容易生成共軛雙鍵不飽和烴，而后碳鏈環(huán)化縮聚成炭，發(fā)煙量高。
C、聚氯乙烯脫氯化氫后環(huán)化也形成燃燒放煙量大的聚合物。
二、部分抑煙劑的抑煙和消煙原理
塑料消煙的基本原理為加入無機(jī)消煙劑，改變塑料的降解方式，抑制炭微粒的形成，使之形成焦炭，并吸收有毒氣體。
抑煙劑概念：能有效減少發(fā)煙量和煙密度的一種添加劑。
1、PVC中HCl脫除后，多烯碳骨架的裂解階段才有熱和煙釋放。
金屬化合物的加入都不同程度地起到了促進(jìn)HCl脫除和抑制碳骨架裂解的雙重作用。
抑制碳骨架裂解會(huì)減少烴類揮發(fā)物的生成量，進(jìn)而減少作為燃料不完全燃燒產(chǎn)物的煙的產(chǎn)量，從而起到阻燃和抑煙的雙重作用。
2、氫氧化鋁受熱脫水生成的Al2O3有較大的表面積，能吸附煙核和煙顆粒，起到消煙作用。
三、目前開發(fā)抑煙劑為協(xié)效復(fù)合體系有：
金屬氧化物 鉬系化合物 硼系化合物 鐵系化合物
1、鉬系化合物
大量商品化的高效鉬化合物消煙劑是三氧化鉬及八鉬酸銨。
鉬化合物的抑煙機(jī)理主要是：三氧化鉬和八鉬酸銨中的鉬都是六價(jià)，其氧化態(tài)和配位數(shù)易于改變，這使得它們有可能作為阻燃劑及抑煙劑。
抑煙的作用是通過鉬系在固相而不是在氣相中起作用。
在燃燒后，90％以上的鉬系殘留在炭層中。
鉬化物迄今被認(rèn)為是最好的消煙劑，如Shemlnwilliams公司開發(fā)的Kegad911A是含少量鋅和鉬的絡(luò)合物，在PVC中添加4%可減少煙量1/3。
由于鉬化物價(jià)格昂貴，采用硼酸鋅、二茂鐵、氫氧化鋁、硅的化合物與少量鉬化物復(fù)配，是解決消煙問題較現(xiàn)實(shí)的途徑，如Climax公司開發(fā)的Moly-FR-201是鉬酸銨和氫氧化鋁的復(fù)合物，在PVC中添加5～10份發(fā)煙量可減少43%。
2、鐵系化合物 二茂鐵是亞鐵的環(huán)戊二烯絡(luò)合物。
二茂鐵呈橘紅色，不能與含磷阻燃劑并用。
且因?yàn)橛蓄伾?，不易推廣應(yīng)用。
二茂鐵主要作為硬質(zhì)PVC的抑煙劑銷售。每100份PVC用0.5份，即可使硬PVC的生煙量降低30％～70％。
二茂鐵在PVC脫HCl過程中迅速地轉(zhuǎn)化為α-Fe2O3，存在于炭層中，α-Fe2O3能引起炭化層灼燒，催化氧化炭層成為CO和CO2，從而減少了炭黑形成的數(shù)量。
FeCl2和FeCl3是α-Fe2O3生成的前身，它們也是有效的消煙劑，它們改變善了PVC的裂解過程，使之容易生成輕質(zhì)焦油，從而減少了煙黑的生成。
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