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应用于消防技术领域的纳米复合材料
2010-3-2 来源:中国聚合物网
关键词:纳米复合材料 消防技术

      (二)纳米钢结构防火涂料
                           
     钢结构的耐火极限只有15min,如不采取防火保护措施火灾中将在很短时间内倒塌。奥运工程采用大量钢结构建筑,这些超高、超大、应用大量钢结构的体育场馆防火性能很差,如何提高奥运会场馆消防安全水平,已经成为摆在设计、施工及消防部门面前一道共同的课题。目前采用防火涂料就是最有效的技术手段之一。纳米化学将对防火涂料的3个最重要的成分进行改性和优选,从而获得优异的钢结构防火涂料。①纳米无机-有机杂化树脂纳米级无机材料与有机分子复合形成具有共价键结合的复合树脂。复合树脂具有耐高温、粘接强度高等特点。②纳米三氧化二锑、氢氧化镁材料。经实践证实,由于具有更好的分布结构,纳米三氧化二锑、氢氧化镁作为阻燃助剂效果良好,可以大大提高阻燃性能,并能制成具有装饰性的超薄涂料。③无机纤维,制备1种具有纳米级纤维结构的无机纤维。运用特殊工艺将其制成纳米级分散体,保证其与树脂等材料的充分复合,使超薄涂料即使在燃烧后也具有高温强度。
                        
       (三)纳米灭火剂
                           
     纳米技术的精髓就是从原子分子的精确操纵出发构建具有全新分子、排列形式的人造结构。微米级的气溶胶为传统灭火剂,与之相比纳米级气溶胶有全新的性能,其灭火效能有质的飞跃,也可称其为纳米灭火剂。
                           
    目前已有一些报导:将传统的干粉灭火剂(NaHCO3、KHCO3、NH4H2PO4))制成纳米材料。从干粉灭火剂的灭火原理来讲,灭火效率与干粉颗粒的大小有关,在纳米尺度范围的干粉其灭火性能有明显提高。采用纳米技术开发新型干粉和泡沫灭火剂,不仅提高了灭火性能,还能延长灭火剂的有效贮存期。

      (四)纳米火灾探测器
                           
    制作火灾探测器是纳米材料最有前途的应用领域之一。目前火灾探测器的小型化、微型化和智能化是其主要发展方向,国内外火灾探测器研究逐步集中在开发新型敏感材料的选择性火灾探测器上。在气体探测器领域,由于纳米材料粒度小,比表面积大,结晶表面催化活性强,极有可能开发出性能优良的气敏元件,存在巨大的研究开发价值和商业前景。以往的探测器由于尺寸大,可用经典物理很好地描述,随着探测器尺寸的微小型化,量子效应越来越起支配作用。从波动理论来看,尺寸大时发挥作用的是光波;而在量子效应起支配作用的范围内,发挥作用的将是德布罗意波。利用纳米粒子的电阻随周围环境中组成气体的改变而发生变化的特性,可将纳米材料制成敏感的探测装置,对气体进行检测和定量测量,有关这方面的工作目前已有一些报道。
                           
    另外,纳米粒子便于喷涂和质量控制,易极化和转向,表现出较理想的电特性和动态特性,非常适用于瞬态信号的测量。根据不同的材料构成,用纳米材料制作的气敏元件可分为表面控制型和体控制型,以及由这两种类型构成的复合控制型。
                          
    将纳米材料应用于消防领域中的报警工作将是一个很有发展前途的方向。利用纳米粒子化学活性强、化学反应选择性好的特点,将纳米材料制作成气体探测器或离子感烟探测器,用来定量探测周围环境中有毒气体、易燃易爆气体、蒸气及烟雾的浓度,并将其与微机联网,用以预报火灾的发生并进行顶警。一方面,纳米粒子的化学活性强,使用纳米材料制作的传感器或探测器能在极短的时间内作出反应,及早发出火灾报警信号;另一方面,纳米材料的选择性远远高于普通材料,使用纳米材料制作传感器或探测器可大大提高预报的准确性,减少误报率。这样在燃烧初起或阴燃阶段就能起到很好的探测作用,达到早期预报,降低火灾损失的目的。

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