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난연성 경질우레탄폼의 화재 성능, 연기 발생 및 연소가스 분석(12)

출처: https:tk//uwspace.uwaterloo.ca/bitstream/handle/10012/8455/Adeosun_David.PDF.pdf?%09sequence=5

   ⑥ 유기화합물

 

 

       연료 연소 중 연소되지 않은 총 탄화수소의 측정은 고온 가스에서 총 미연소 탄화수소(UTH)의 농도가 연료의 분해 및 연소 효율과 관련이 있기 때문에 잠재적 위험의 전세계적 지표로 관심을 가질 수 있습니다. 미연소 탄화수소의 존재는 특정 종류를 자세히 식별하지 않더라도 독성 탄화수소 연소 매개체의 잠재적인 존재뿐만 아니라 고온 가스의 재점화될 가능성을 나타내며, 갇힌 피해자 또는 소방관에게 심각한 위험을 예고합니다.

 

       공기에서 경질우레탄폼을 연소시키는 일반적인 특성이 광범위한 온도 및 환기 조건에 대해 연구되었지만, 연소 생성물의 조성에 대한 상세한 분석은 거의 이루어지지 않았습니다. 폴리우레탄의 열분해 및 연소는 알켄, , 알코올, 알데히드, 니트릴 및 다환 방향족 탄화수소(PAHs)를 포함한 광범위한 분자량을 가지는 포화 및 불포화 지방족 탄화수소와 방향족 화합물의 혼합물을 생성하며, 각각은 전체 화재 환경에 기여하는 것으로 관찰되었습니다.

 

       프로펜, 아세톤, 아크롤레인, 포름알데히드 및 아세트알데히드와 같은 특정 저분자량 종류는 벤젠, 톨루엔 및 자일렌과 같은 방향족과 함께 관찰되었습니다. 그러나 대부분의 경우, 관심사는 HCN CO NOx와 같은 일반적인 독성 생성물의 일부만을 생성하는 평가에 중점을 두었습니다.

 

       연소 생성물의 보다 자세한 조사는 연료와 같은 경질우레탄폼을 포함하는 화재에서 이러한 동일 종류에 대해서도 발생 가능한 량이 훨씬 적은 목재 침대, 면 타올, 탄화수소가 모인 화재와 같은 물질에 의해 연료가 공급되는 화재에서 수행되었습니다. 연소 생성물에 대한 상세한 분석은 우레탄폼 화재에 대해 개발되지는 않았지만, 휘발성 유기화합물의 잠재적 독성 특성과는 별개로, 다른 화재 조건에서 폼 배합으로부터 발생하는 다양한 휘발성 유기화합물의 정체 및 양에 대한 정보는 폴리머 시스템의 분자 구조에 미치는 영향에 대한 더 많은 통찰력을 잠재적으로 제공할 것입니다.

 

       Stauffer et al.은 일반적으로 우레탄폼 배합에 사용되는 폴리에스테르 수지가 생성하는 연기 및 독성가스에 대한 난연성 증가의 영향을 조사했습니다. 샘플이 NBS 연기 챔버에서 분해됨에 따라 브롬계 난연제의 양이 증가함에 따라 CO2 생성물의 줄어드는 반면, CO, HBr 및 총 탄화수소의 생성량은 증가함을 관측했습니다. 또한 분해된 생성물의 양에 따라, 베이스 내의 브롬 농도가 증가함에 따라 O2의 소비도 감소한다는 것을 발견했습니다.

 

       분해 산물의 정확한 성질은 시험중인 특정 폴리에스테르에 의존하지만, 진공 또는 불활성 대기에서 열분해를 통해 폴리에스테르가 다수의 고분자량 및 저분자량 조각으로 분해된다는 결론을 내렸습니다. 또한 열분해 온도를 증가시키면 고분자량 조각을 희생하여 저분자량 조각의 양이 증가하였습니다. 분해 대기로 공기를 사용함으로써 온도가 상승하는 고분자량 조각의 생산도 감소하였습니다.

 

       다른 연구에서는 인산염 및 팽창성 흑연 난연제가 증가함에 따라 측정된 분자량 저하 생성물이 감소하여 중합체 시스템의 난연성을 향상시킨다는 것을 보여주었습니다. 또한 팽창 흑연 난연제는 15% EGFR의 낮은 농도에도 중합체 구조에 방향족 단위가 유지되기 때문에 화재 성능을 향상시키는 것으로 나타났습니다. 동시에 지방족 산소화 작용기와 같은 작은 단위만이 EGFR 경질우레탄폼의 분해 및 연소 중에 휘발됩니다.

 

       기존의 지식을 바탕으로, 현재의 연구는 일관된 기본 폼 배합의 경질우레탄폼의 열분해 및 연소 동안 발생된 가스의 화재 거동, 연기 발생 및 가스 조성에 대한 다양한 난연제의 다양한 수준의 영향을 조사할 것입니다. 경합된 결과는 다른 열 노출 및 환기 조건에서 난연성 경질우레탄폼의 분해 및 연소의 분자 구조에 대한 이해를 높일 것입니다.

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