Mae tân bob amser wedi bod yn un o'r bygythiadau mwyaf difrifol i gymdeithas ddynol. Wrth i adeiladau, systemau cludo, tecstilau, cynhyrchion trydanol, a deunyddiau polymer ddod yn fwyfwy eang, mae'r galw am well perfformiad tân wedi parhau i dyfu.
Mae'n bwysig gwahaniaethu-defnyddiau gwrth-fflam a deunyddiau cwbl anhylosg. Pwrpas -technoleg gwrth-fflam yw lleihau'r tebygolrwydd o gynnau, arafu lledaeniad fflamau, cyfyngu ar ryddhau gwres, a darparu mwy o amser ar gyfer gwacáu a diffodd tân.
O haenau amddiffynnol clai a ddefnyddir mewn adeiladau hynafol i systemau chwyddedig modern, nanocomposites, a -mwg isel, technolegau gwenwyndra isel, mae datblygu deunyddiau sy'n gwrthsefyll tân wedi bod yn broses hir o archwilio parhaus.
1. Deunyddiau Gwrthdan Hynafol Tsieineaidd a Diogelu Adeiladau
Dechreuodd Tsieina archwilio dulliau amddiffyn rhag tân yn gynnar iawn.
Ar safle archeolegol Dadiwan yn Qin'an, Talaith Gansu, yn dyddio'n ôl tua 5,000 i 8,000 o flynyddoedd, gosododd adeiladwyr hynafol haenau o bridd o amgylch colofnau pren mewn adeiladau cyhoeddus mawr a gosod deunyddiau smentaidd amddiffynnol ar wyneb strwythurau pren. Gellir ystyried yr arferion hyn fel ffurfiau cynnar o amddiffyn rhag tân pensaernïol.
Yn ystod y gwanwyn a'r hydref, roedd pobl eisoes wedi cydnabod y gallai cael gwared ar strwythurau llai, gorchuddio adeiladau mwy, a chreu parthau gwahanu helpu i arafu lledaeniad tân.
Yn ystod cyfnodau'r Gwanwyn a'r Hydref a Gwladwriaethau Rhyfelgar, cynigiodd yr athronydd Tsieineaidd Mozi nifer o fesurau atal tân ac ymladd tân. Roedd y rhain yn cynnwys gorchuddio gatiau dinasoedd ac adeiladau â mwd, gwneud dŵr-cario offer o frethyn cywarch, defnyddio cynwysyddion lledr i ddal dŵr, a gosod cyfleusterau storio dŵr ar dyrau amddiffynnol.
Roedd y mesurau hyn yn adlewyrchu dull integredig cynnar a oedd yn cyfuno triniaeth arwyneb sy'n gwrthsefyll tân, dyluniad adeiladau ac offer diffodd tân.
Erbyn Brenhinllin Yuan, roedd y gwyddonydd amaethyddol Wang Zhen wedi darparu trafodaeth gymharol systematig ar adeiladu amddiffyniad rhag tân yn ei waithNong Shu, neuLlyfr Amaethyddiaeth. Ysgrifennodd:
Mae tân yn tyfu pan fyddo'n cyfarfod â choed, yn cael ei ddiffodd gan ddŵr, ac yn gorffen pan fydd yn cyrraedd y ddaear.
Hefyd, dogfennodd Wang Zhen ddeunydd gwrthsefyll tân wedi'i wneud o gynhwysion fel brics mâl, clai, olew tung, powdr siarcol, a chalch, wedi'i gymysgu â phast reis glutinous. Roedd y deunydd yn darparu gorchudd arwyneb, inswleiddio thermol, ac amddiffyniad, a gellir ei ystyried yn araen amddiffynnol cyfansawdd tân Tsieineaidd cynnar.
Er nad oedd yr arferion hanesyddol hyn yn system gemegol gwrth-fflam fodern eto, roeddent eisoes wedi dangos nifer o egwyddorion pwysig: ynysu deunyddiau hylosg o aer, lleihau trosglwyddiad gwres, gorchuddio swbstradau fflamadwy, ac atal amlygiad uniongyrchol i fflamau.
2. Archwiliad Cynnar Gorllewinol o'r Fflam-Triniaeth Gwrthdaro
Gellir olrhain cofnodion o driniaethau gwrth-fflam yn y Gorllewin i'r hen amser hefyd.
Yn ôl adroddiadau hanesyddol o Wlad Groeg hynafol, cafodd pren ei drin â thoddiannau seiliedig ar alum tua 450 BCE i leihau ei fflamadwyedd. Yn ddiweddarach fe wnaeth y Rhufeiniaid wella'r broses trwy ychwanegu sylweddau fel finegr at yr hydoddiant trin, gan helpu i wella ei wydnwch a'i effeithiolrwydd.
Erbyn y ganrif gyntaf CC, roedd -dulliau gwrth-fflam eisoes wedi'u defnyddio mewn amddiffynfeydd milwrol. Dywedwyd bod datrysiadau seiliedig ar alum yn cael eu defnyddio i drin amddiffynfeydd pren, tra bod haenau wedi'u gwneud o ddeunyddiau atgyfnerthu clai a ffibr yn cael eu gosod i amddiffyn offer gwarchae pren rhag tân.
Ym 1638, cynigiodd y dylunydd llwyfan a’r pensaer Eidalaidd Nicola Sabbatini ychwanegu clai a gypswm at haenau a ddefnyddir ar lenni theatr i leihau eu risg o dân. Mae'r cymhwysiad hwn yn dangos sut y bu i beryglon tân mewn adeiladau cyhoeddus helpu i ysgogi datblygiad cynnar technolegau gwrth-fflam.
Ym 1735, cyhoeddwyd patent Prydeinig ar gyfer trin pren a thecstilau gan ddefnyddio alum, borax, a sylffad fferrus. Erbyn diwedd y ddeunawfed ganrif, roedd cyfansoddion fel amoniwm sylffad hefyd yn cael eu harchwilio fel cydrannau o fformiwleiddiadau gwrth-fflam.
3. Ffurfio Fflam Fodern-Gwyddoniaeth Retardant
Roedd y bedwaredd ganrif ar bymtheg yn newid pwysig o arferion atal tân seiliedig ar brofiad i ymchwil wyddonol.
Ym 1821, comisiynwyd y fferyllydd Ffrengig JL Gay-Lussac i ymchwilio i ddulliau o leihau fflamadwyedd llenni theatr. Canfu y gallai halwynau amoniwm o asidau sylffwrig, hydroclorig, a ffosfforig wella ymwrthedd fflam cywarch a lliain.
Sylwodd hefyd y gallai cyfuniadau o amoniwm clorid, asid ffosfforig, a boracs wella perfformiad gwrth-fflam ymhellach.
Mae'r gwaith hwn yn cael ei ystyried yn fan cychwyn pwysig yn yr astudiaeth wyddonol o ffibrau gwrth-fflam a fformwleiddiadau. Mae ei hegwyddor sylfaenol-defnyddio ffosfforws- a nitrogen-sy'n cynnwys cyfansoddion i hybu dadhydradu a ffurfio golosg-yn berthnasol i dechnoleg gwrth-fflam heddiw.
Tua 1859, cymhwyswyd cyfansoddion gan gynnwys amoniwm ffosffad, amoniwm clorid, borax, amoniwm sylffad, a halwynau stannate ymhellach i driniaethau gwrth-fflam tecstilau.
Trwy impregnation, cotio, a ffurfio haenau amddiffynnol anorganig ar arwynebau ffibr, gellid gwella ymddygiad hylosgi ffabrigau.
Yn ystod y cyfnod hwn, symudodd ymchwil gwrth-fflam yn raddol o ddefnyddio sylweddau unigol tuag at fformwleiddiadau cyfansawdd, adweithiau cemegol, a thechnolegau trin wynebau.
4. Datblygiad Diwydiannol yn yr Ugeinfed Ganrif
Gyda thwf cyflym plastigau, rwber synthetig, a ffibrau synthetig yn yr ugeinfed ganrif, daeth technoleg gwrth-fflam yn rhan gynyddol bwysig o'r diwydiant deunyddiau.
Mae llawer o ddeunyddiau polymer yn hawdd eu tanio, eu llosgi'n gyflym, a rhyddhau llawer iawn o wres. O ganlyniad, daeth gwella eu perfformiad tân yn her dechnegol fawr.
Yn gynnar yn yr ugeinfed ganrif, aeth rwber clorinedig i'r cam ymchwil a diwydiannu. Erbyn tua 1913, roedd halwynau stannate a halwynau amoniwm yn cael eu defnyddio i drin fflamau tecstilau.
Yn y 1930au, dechreuwyd defnyddio systemau synergaidd yn seiliedig ar baraffin clorinedig ac ocsid antimoni mewn deunyddiau gwrth-fflam. Helpodd cyfansoddion halogenaidd i atal adweithiau radical rhydd yn y fflam, tra bod antimoni ocsid yn gwella eu heffeithiolrwydd.
Defnyddiwyd y systemau hyn yn eang ers blynyddoedd lawer mewn plastigau, rwber, haenau a thecstilau.
Yn ystod yr un cyfnod, dechreuodd haenau amddiffynnol tân anorganig yn seiliedig ar rwymwyr gwydr dŵr a llenwyr mwynau ymddangos. Yn ddiweddarach datblygodd ymchwilwyr haenau a ehangodd a ffurfio haenen golosg amddiffynnol o dan wres, gan osod y sylfaen ar gyfer haenau amddiffynnol tân chwyddedig modern.
Yn ystod yr Ail Ryfel Byd, cyflymodd y galw am bebyll milwrol a deunyddiau cynfas gyda gwrthiant fflam a dŵr ymhellach ddatblygiad systemau cotio gwrth-fflam yn seiliedig ar baraffin clorinedig, antimoni ocsid, a rhwymwyr.
5. Datblygiad Systemau Gwrth-Fflam Chwim
Ar ddiwedd y 1940au, dechreuodd ymchwilwyr ddefnyddio'r term "anymedd" i ddisgrifio'r ehangiad a'r ewyniad sy'n digwydd pan fydd rhai polymerau gwrth-fflam yn agored i wres neu dân.
Rhwng tua 1948 a 1950, daeth strwythur sylfaenol systemau gwrth-fflam chwyddedig yn gliriach, gan arwain at y cysyniadau o ffynhonnell asid, ffynhonnell carbon, a ffynhonnell chwythu.
· Mae'rffynhonnell asidyn hyrwyddo dadhydradu a charboneiddio.
· Mae'rffynhonnell carbonyn ffurfio fframwaith yr haen torgoch amddiffynnol.
· Mae'rffynhonnell chwythuyn rhyddhau nwyon sy'n ehangu'r torgoch yn strwythur hydraidd.
Pan fydd y deunydd yn agored i fflam neu dymheredd uchel, mae'r haen chwyddedig yn gorchuddio'r swbstrad ac yn cyfyngu ar drosglwyddo gwres, ocsigen, a chynhyrchion dadelfennu hylosg. Mae hyn yn arafu gwresogi a llosgi'r deunydd gwaelodol.
Yn y 1970au, dangosodd ymchwilwyr ymhellach y gallai ffurfio haen torgoch sefydlog yn ystod hylosgiad polymer wella perfformiad gwrth-fflam yn sylweddol.
Felly daeth effaith amddiffynnol torgoch yn rhan bwysig o ddamcaniaeth arafu fflamau cyddwysedig.
Ym 1989, cyhoeddodd G. Camino ac ymchwilwyr eraill astudiaethau systematig o systemau gwrth-fflam chwyddedig, gan helpu i ddatblygu eu dealltwriaeth ddamcaniaethol a'u cymhwysiad ymarferol.
6. Y Systemau Cyfansawdd Perfformiad Newid tuag at Uchel
Ar ôl y 1950au, dechreuodd monomerau gwrth-fflam a-fflam adweithiol ddod i'r amlwg.
Yn wahanol i atalyddion fflam ychwanegyn, gellir ymgorffori atalyddion fflam adweithiol yn gemegol yn strwythur moleciwlaidd polymer. Gall hyn wella gwydnwch a lleihau mudo neu golli-cydrannau gwrth-fflam wrth eu defnyddio.
O'r 1960au ymlaen, daeth amrywiol atalyddion fflam halogenaidd aromatig i mewn i ddefnydd masnachol, a symudodd deunyddiau gwrth-fflam yn raddol i-gynhyrchu diwydiannol ar raddfa fawr.
Yn yr 1980au, agorodd datblygiad deunyddiau nanogyfansawdd gyfeiriad newydd ar gyfer ymchwil i atal fflamau.
Gall rhai nanoddeunyddiau wella sefydlogrwydd thermol, hyrwyddo ffurfio haenau amddiffynnol, a lleihau cyfraddau rhyddhau gwres a màs ar lefelau llwytho cymharol isel.
Yn gyffredinol, nid yw -defnyddiau gwrth-fflam modern yn dibynnu ar un ychwanegyn mwyach. Yn lle hynny, maent yn cyfuno mecanweithiau lluosog, gan gynnwys:
· atal adweithiau cadwyn hylosgi yn y cyfnod nwy;
· hyrwyddo ffurfio torgoch yn y cyfnod cywasgedig;
· lleihau trosglwyddiad gwres trwy haenau inswleiddio;
· cyfyngu ar symudiad ocsigen a nwyon hylosg gyda rhwystrau anorganig;
· lleihau mwg drwy systemau atal-mwg;
· gwella strwythur torgoch a sefydlogrwydd thermol gyda nanoddeunyddiau.
7. Mae Rheoliadau a Safonau yn Ysgogi Gwelliannau mewn Diogelwch Tân
Yn ail hanner yr ugeinfed ganrif, defnyddiwyd plastigion, rwber synthetig, a ffibrau synthetig yn eang mewn adeiladau, cludiant, dodrefn, cynhyrchion trydanol a nwyddau defnyddwyr.
Ar yr un pryd, cafodd y risgiau tân sy'n gysylltiedig â deunyddiau polymer sylw cynyddol.
O'r 1960au ymlaen, cyflwynodd yr Unol Daleithiau, Ewrop, a rhanbarthau eraill ofynion diwydiant, safonau cynnyrch, a rheoliadau diogelwch yn ymwneud â fflamadwyedd deunyddiau yn raddol.
Felly, datblygodd gwella ymwrthedd fflam o weithred wirfoddol gan weithgynhyrchwyr i fod yn ofyniad mynediad marchnad gorfodol ar gyfer rhai cynhyrchion.
Heddiw, mae gofynion gwrthsefyll fflamau ac ymwrthedd tân yn berthnasol i ystod eang o ddiwydiannau, gan gynnwys:
· deunyddiau adeiladu ac adeiladu;
· tecstilau;
· dodrefn a matresi;
· automobiles a chludiant rheilffordd;
· awyrofod;
· gwifrau a cheblau;
· offer trydanol ac electronig;
· systemau batri ynni newydd.
Mae gwahanol gymwysiadau yn gofyn am wahanol lefelau a mathau o berfformiad tân.
Yn ogystal ag ymwrthedd i danio, efallai y bydd angen gwerthuso deunyddiau ar gyfer lledaeniad fflam, rhyddhau gwres, cynhyrchu mwg, gwenwyndra, defnynnau fflamio, cywirdeb cylched, ymwrthedd tân, a gwydnwch hirdymor.
8. Gwerth Ymarferol -Deunyddiau Gwrth-Fflam
Nid pwrpas -technoleg gwrth-fflam yw gwarantu na fydd defnydd byth yn llosgi dan unrhyw amodau.
Ei werth yw rheoli ymddygiad hylosgi a lleihau'r tebygolrwydd y bydd tân yn cychwyn, yn lledaenu, neu'n mynd yn fwy difrifol.
Gall dyluniad gwrth-fflam effeithiol ohirio tanio a lledaeniad fflam, lleihau'r gyfradd rhyddhau gwres, cyfyngu ar golli deunydd, a darparu mwy o amser ar gyfer gwacáu, diffodd tân, a diogelu eiddo.
Wrth i{0}}gofynion diogelwch tân barhau i ddatblygu, mae technolegau gwrth-fflam modern yn rhoi mwy o bwyslais ar gydbwyso perfformiad tân ag ataliad mwg, gwenwyndra isel, cydnawsedd amgylcheddol, gwydnwch, a phriodweddau mecanyddol.
Felly mae'n rhaid i berfformiad gwrth-fflam gael ei wirio trwy brofion safonol yn hytrach na'i farnu yn ôl enw materol, cyfansoddiad cemegol neu ddatganiad cyflenwr yn unig.
