碳纳米纤维的添加可降低软垫家具的易燃性

碳是木炭中的活性成分,通常不被视为阻燃剂,但是国家标准技术研究所(NIST)已经确定,与注入常规阻燃剂的泡沫相比,在某些软垫家具中使用的聚氨酯泡沫中添加少量的碳纳米纤维可以降低35%。

燃烧测试后,带有碳纳米纤维添加剂的内饰泡沫残留物的显微镜图像表明,泡沫中的纳米纤维在燃烧过程中保留了初始排列,形成了具有极低密度的绝缘结构。研究人员认为,这种“碳泡沫”是一种海绵,可以在燃烧过程中吸收熔融泡沫并防止滴落。(图像显示样品24毫米遍布。)信用:NIST

法律需要在加利福尼亚出售的床垫和软垫家具,并在诸如酒店和办公室之类的公共场所使用,以阻燃剂或障碍织物处理,以最大程度地减少火灾死亡和伤害并降低损害成本。根据国家消防协会的数据,2005年,美国的大火负担约为2700亿美元。

十年前,NIST科学家发现,纳米仪可以用作有效的阻燃添加剂,但是研究人员一直在寻求替代方案,因为纳米粘土阻燃剂不会阻止在暴露于火灾时熔化和滴落聚氨酯泡沫。该熔融泡沫将燃烧速率加速多达300%。“这也产生了如此多的烟雾,以至于它是一种生命安全的危害,”建筑物和消防研究实验室材料易燃小组的负责人杰夫·吉尔曼(Jeff Gilman)说。亚博网站下载

研究人员在泡沫中添加了碳纳米纤维,因为他们知道在聚合物中添加纳米颗粒通常会增加粘度,因此它不容易流动。yabo214吉尔曼说:“碳纳米纤维有助于防止泡沫滴入家具下的游泳池并增加火力强度。”实验后对泡沫的研究表明,碳纳米纤维似乎产生了一个热稳定的纠缠网络,可防止泡沫滴落。

NIST消防研究人员传统上使用了软垫家具来研究其易燃性,但是在这项研究中,他们开发了一种小规模技术,用于评估滴水和集合对泡沫燃料的影响。大约是烤面包片的大小,用六种组合碳纳米纤维或常规粘土阻燃剂处理泡沫样品。泡沫“吐司”在锅上垂直悬挂,点燃,并测量滴水量。带有碳纳米纤维的泡沫没有滴落。

吉尔曼说:“这些小规模的实验与较大的泡沫样品的火灾行为非常相关,并且更容易且较便宜。”“小规模的测试将使我们能够成本高效地执行更多实验,并帮助我们更快地找到最佳的阻燃剂。”

吉尔曼解释说:“碳纳米纤维仍然比传统的阻燃材料更昂贵,但是由于价格降低并且几乎不需要使用,因此很快可能是一种负担得起有效的选择。”亚博网站下载

NIST消防科学家将继续研究减少易燃性,滴水并与化学公司,纳米添加供应商,阻燃供应商和泡沫制造商一起测试泡沫和碳纳米纤维的新混合物以改善阻燃材料的新混合物。此外,计划使用纤维素纳米纤维来开发可持续的,环保的阻燃剂并测试其他创新的阻燃方法。

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