中国聚氨酯工业协会  
异氰酸酯专业委员会
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Q8  聚氨酯会阴燃吗?硬质泡沫会吗?软泡呢?

硬质泡沫
  我们认为硬质聚氨酯(市售的商业用途产品)并不会发生阴燃。要发生阴燃,材料必须具有开放性多孔结构。硬质泡沫体不具备这样的结构,而许多天然材料和合成材料,如木刨花、棉、羊毛等以及一些矿物棉产品则具有这样的多孔结构。


软泡
  软泡与硬质泡沫相比开放性孔结构较为明显。然而软泡阴燃的可能性也很小,即使发生了阴燃,燃烧速率也很低。软泡与许多诸如棉、羊毛织物等天然材料和合成材料相比,耐阴燃性更优。

   

Q9  聚氨酯燃烧时是否会产生大量的烟?

   易燃材料在燃烧时产生的烟雾或者是烟浓度通常与一系列的参数有关:
——易燃材料的量以及材料的种类
——燃烧时周围空气的氧含量
——温度
——温度(对于木材或天然材料等来说)

   排烟量导致火场的烟雾笼罩,但其并非与材料本身相关,而是与空气流通情况密切相关。在相同的放热速率,也有新鲜空气稀释烟雾的情况下,所有材料的排烟量是相同的。这时可以借助自照明逃生标志逃离火场。

   由于建筑设计的特点,在发生火灾时的疏散期内,一般的硬质泡沫产品对于火灾的贡献较小,因此有聚氨酯泡沫产生的烟雾浓度在此期间也很低。在一些不利条件下,聚氨酯和其他易燃材料一样可能会释放出大量的烟雾,但是与其他材料相比,聚氨酯材料则并不会明显产生更多的烟雾量。

Q10  聚氨酯是否会产生大量的热?

  火灾时的热量一般是由现场一定质量的材料的产热量决定的。聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫体的单位质量的具体热值虽然高于木材的热值,但是比沥青和其他诸如聚丙烯和聚乙烯之类的材料低。此外,如果以体积为单位来进行比较,结果更明显:聚氨酯/聚异氰脲酸酯泡沫体与其他建筑材料相比密度更低。问题五表二就列出了以质量和体积为单位的各种材料产热量的具体数值。

  除热值外,材料的燃烧速率也会影响放热。未被保护层覆盖的泡沫体的燃烧速率与热源的密度、泡沫体的表面温度等因素有关。因为在火灾中,泡沫体的表面温度可能会因辐射或是表面空气量等的不同而存在着高低差异。在火势较大时,没有保护层的分布均匀的泡沫体极易被点燃从而产生大量的热。

  实际上,硬质聚异氰脲酸酯/聚氨酯泡沫的外部通常都是有一种不可燃材料或是一种保护性覆盖材料所覆盖着的,难以燃烧。一般情况下,除非保护层被剥落或者是穿透,否则泡沫体不能燃烧。因此这种材料产热量很低。


  火灾负荷密度这个术语常用于建筑中有潜在放热的情况下。它被定义为建筑或者室内每平方米房间面积的火灾负荷或是放热量的大小。需要将所有可燃物考虑在内,包括建筑内容物、空间中包含的所有向火面。与相似热阻值A2岩棉板相比,聚氨酯/聚异氰脲酸酯板材对火灾载荷密度的贡献值与岩棉板接近,而A2岩棉板常用于工业或者商业建筑业的扁钢屋顶的板材。对于热阻值R=3.4㎡K/W的屋顶,聚氨酯/聚脲异氰酸酯的火灾负荷密度的贡献值约为68MJ/㎡。一般来说,与建筑物内容物相比,墙体和屋面对建筑火灾负荷的影响较小。

  下表列出了一些典型的建筑中火灾负荷密度的数值,他们一般都由建筑内容物所决定的。


Q11  聚氨酯泡沫或聚异氰脲酸酯泡沫燃烧时,是否会熔融产生燃烧熔滴?

   不会。

  聚氨酯/聚脲异氰酸酯泡沫是一种热固性高分子泡沫,因此燃烧时不会熔融产生燃烧熔滴。他们的软化温度很高,热稳定性优异。阻燃型聚氨酯硬质泡沫最初会在表面燃烧,形成一层炭层,可以阻止该层以下的泡沫体继续燃烧。

Q12  若暴露在这些气体和烟雾中,会对人造成长期的影响吗?

   如果普通人暴露在火灾气体中,确实可能对其造成终身危害。

  但是如果可以逃离火场或者被营救出来,一般的人会在很短的时间内恢复正常。当然,对于患有特殊疾病的人来说,结果又会有所不同。即使是对消防队员进行系统的调查研究,气体烟雾是否会对人造成长时期影响也尚不清楚。

Q13  聚氨酯燃烧释放出来的气体毒性很大吗?是致命性的吗?

   聚氨酯本身是无毒的,与食品接触的冰箱冰柜的保温材料都是聚氨酯泡沫,聚氨酯弹性体可以做人造血管和心脏瓣膜,大家所穿的带有氨纶的衣服,其中的氨纶也是聚氨酯,其学名叫聚氨酯弹性纤维。

    聚氨酯泡沫中含有的主要成分是碳、氢、氧和不到10%的氮。因此在其燃烧气体中通常能找到主要成分是二氧化碳、一氧化碳和水,以及低浓度的其他氧化产物氰化氢。实验证明:聚氨酯燃烧过程中产生的有毒气体并不比我们常见的含N元素的物质多,如羊毛、腈纶,合成木材等。其中这方面的实验室测试最常用的是德国标准DIN53436.该标准可用来进行在相应于各种火场条件的不同温度和不同风量下的产品特性的比较。用聚氨酯硬泡和软泡材料制成的相同体积的样条在此条件下生成的分解产物与木材燃烧时产生的危害物质强度相当,而比规定的燃烧条件下毛毡和皮革产生的危害强度低(见附表)


按DIN53436标准测定的聚氨酯软泡和半硬泡的分解产物的毒理学结果(根据Kimmerle和Prager的方法)



按DIN53436标准测定的聚氨酯硬泡分解产物与松木和羊毛分解产物比较的毒理学结果(根据Kimmerle 和Prager的方法


按DIN53436标准测定的聚氨酯半硬泡分解产物与皮革和毛毡分解产物比较的毒理学结果;样条体积相等(根据Hoffman和Sand的方法)

将测试结果与真实燃烧所得到的数据进行比较,可以提供关于真实危险性的更多信息。

   有国外对火灾死亡事故案例的统计分析,一氧化碳中毒致死比例超过90%。同样根据波士顿消防队关于开放式火场的大气氛围中有害物质的经验,没有观察到燃烧气体中氢氰酸和氮氧化物达到可能导致严重中毒的数量。从上面谈到的实验数据来看,这一观察结果是可以理解的,也可以用氰化氢的氧化以及环境空气的稀释效果来解释它。这份报告也支持一些独立进行的大型燃烧实验的结论,这些实验都未发生聚氨酯泡沫燃烧会产生与产品相关的特殊危险性。

下面是日本的研究数据:

                        丧失行为能力时间和氰化氢气体浓度的关系


*木质地板材料未达到6.8分
*羊毛系列材料,木质地板材料产生的氰化氢气体有浓度高的趋势,但是与丧失行为能力时间的关系较小
*聚异氰脲酸酯泡沫产生的氰化氢气体浓度低,丧失行为能力时间比较长

  当燃烧废气达到一定量通常是致命的,这是由吸入浓度乘以时间决定的。火灾中,主要具有麻醉性的气体之一就是一氧化碳,有机物燃烧时经常会释放出这种气体。在所有的燃烧产物中,氰化氢是另一种有毒气体。测试表明,聚氨酯材料燃烧废气的具体组成与火灾死亡率之间没有直接关联,被燃烧的材料数量、体积以及现场的通风情况(即燃烧废气能否被新鲜空气稀释)才是火灾是否致命的关键因素——如果长时间处于一个充满了大量燃烧废气的空间里,不管这些废气来自哪里,组成如何,对人来说都是致命的。一般根据经验来说,一定时间内吸入一定浓度的废气对人所造成的影响,和在一半的时间内吸入双倍浓度的废气的影响是相同的。因此应该尽可能地减少在火场中的暴露时间,在消防安全中,安全便捷的逃生路线和烟雾报警器都起着至关重要的作用。