化学材料在消防实践中的应用
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化学材料在消防实践中的应用
作者：李伟业
来源：《科学与财富》2015年第13期
摘 要：化学在消防工作中起着极其重要的作用，并得到了广泛应用。本文主要从化学材料在消防实践中的应用来论述化学对消防的重要性，主要涉及阻燃剂、灭火剂和火灾报警器三个相关领域，最后展望了纳米技术在消防领域的应用前景。
关键词：化学；消防；化学材料
化学是一门主要研究物质组成、结构及化学变化规律的基础自然科学，而消防是一门研究物质的燃烧、防火和灭火原理与技术的科学，可见化学在消防工作中起着极其重要的作用，如化学基本理论为消防在研究燃烧理论并进而确定防火、灭火的原理提供支撑，化学分析方法和仪器为火灾原因调查提供检测方法和测试手段等[1]。因上述两方面已有较多报道，所以本文主要从另一个方面——化学材料在消防实践中的应用来论述化学对消防的重要性。
燃烧是一种化学反应，指可燃物与氧化剂相互作用而发生的剧烈的氧化还原反应，通常伴随火焰、发光和/或发烟等现象[2]。由于可燃物的还原性和氧化剂的氧化性强弱的不同导致燃烧的速率不同，有时甚至可能导致爆炸。燃烧除需有可燃物和氧化剂参与外，还需有引发燃烧的能源（点火源），此三者被称为燃烧三要素。
一、化学材料在阻燃剂方面的应用
建筑、电气及日常生活中使用的木材、塑料和纺织品等，大多属于易燃材料。为了预防火灾的发生，或者发生火灾以后阻止或延缓火灾的扩大化，往往需用阻燃剂对易燃材料进行阻燃处理，使易燃材料变成难燃、不燃的材料；或仅炭化而不着火、不发烟；或者虽炭化、着火和发烟，但燃烧难以扩展。
所谓阻燃，实质上是延缓、抑制燃烧的传播，减少热引燃出现的概率，即从根本上抑制、消除失控燃烧的技术。阻燃剂之所以具有阻燃效果，是因其在燃烧过程中能起到如下作用：
（1）捕捉自由基；（2）吸收热量；（3）覆盖作用；（4）稀释作用；（5）转移作用；（6）增强效应。
阻燃剂是在20世纪50年代后期随着高分子材料的出现逐渐发展起来的，是能够阻止材料引燃或抑制火焰蔓延的一种助剂。阻燃剂对材料的阻燃表现为两个方面：物理阻燃作用和化学阻燃作用。物理阻燃作用是通过使可燃物与空气隔绝，或降低可燃物温度使其达不到燃点来实现的；化学阻燃作用则是通过降低燃烧过程中的自由基浓度，破坏链反应条件实现的[3]。具体来说，靠的就是在火焰和热辐射作用下发生的化学反应，大致可归纳为三点：