1903年12月30日,芝加哥易洛魁人剧院的舞台灯光点燃了。“舞台、幕布和其他地方都着火了,”剧院合伙人、印第安纳大学伯明顿分校(Indiana University Bloomington)化学副教授比尔·卡罗尔(Bill Carroll)的孙子说。“出口不足,这太可怕了。”超过600人在这场灾难中丧生,这是美国历史上最严重的单栋建筑火灾。
如今,这可能不会发生,因为许多现代材料不像以前那样易燃了。但是是什么使某些材料具有防火性呢?
“防火”这个词实际上是用词不当,因为几乎任何含有碳的东西,198客户端APP198优惠活动如何登录,只要温度足够高,都可以燃烧并起火。“耐火”和“阻燃”是更准确的术语,卡罗尔告诉生活科学。如果使用得当,这些防火措施可能会中断燃烧过程。例如,典型的塑料是可燃的,因为它含有大量的碳和氢,198时时彩平台无论是信誉还是游戏体验感都是有口皆碑的,特别是198彩票代理制度,真的是让利给代理还有会员,平台总代团队还免198彩票注册费叫你如何做代理推广。 ,可以作为火灾的燃料。汽油还含有碳和氢——而且它是气态的,198手机198彩开户APP在那里下载登录,所以汽油很容易蒸发,这使它非常易燃。
相比之下,耐火材料是不易燃烧的材料。其中一个例子就是厨房台面使用的人造石材,比如杜邦(DuPont)品牌的科里安(Corian)。可丽耐塑胶台面上充满了由水化氧化铝制成的磨细的岩石,这是一种不会燃烧的化学化合物。卡罗尔说,这些岩石降低了工作台面的燃料价值(可用于燃烧的碳含量),使其更耐火。
他说:“氧化铝带来了水,所以当你把塑料和水化氧化铝混合在一起时,你得到的本质是岩石,从微观上看是湿的。”“而且你把它们放在塑料基体中,所以真的,真的很难从中产生任何热量。”
虽然岩石能吸引并保存水分子,但它不会湿到形成水坑。水可以保持台面凉爽,并帮助阻止热量获取任何燃料。如果有热源(例如,可丽耐(Corian)工作台上点燃的香烟),首先需要将氧化铝周围的水煮沸,然后加热燃料或塑料分子,使其足以燃烧。卡罗尔说,此外,像可丽耐这样的台面没有太多塑料,只够把石头固定在一起。
燃料和热量是火四面体的两个面,这是一个三角形的金字塔,每一面代表火的必要元素。卡罗尔解释说,另外两方面是氧气和可持续的化学反应。他说,除了花岗岩和石棉,这些稀有的材料实际上是真正的防火材料之外,大多数材料只能通过消除火四面体的一面或多面来提高或降低可燃性。
不像耐火性——这种特性使火灾很难在一开始就开始或继续下去——被称为阻燃剂的化学物质可以帮助减缓或扑灭已经在燃烧的火。化学阻燃剂含有氯、溴、氮、磷、硼或金属。
阻燃剂工作的一种方式是通过形成一种被称为炭泡沫的物质。例如,当一片吐司被烤焦时,外部会形成焦碳,将未受损的面包内部隔离开来。一旦用煤焦泡沫诱导的阻燃剂处理过的物体起火,阻燃剂内部的化学反应就会产生气泡,从最初燃烧的煤焦中产生刚性的、易燃的泡沫。卡洛尔说,这种炭泡沫可以将燃料与氧气和热量隔离开来。“[炭]就像是在自己筑茧。”
自20世纪70年代以来,阻燃剂的使用迅速增加,但在过去几十年里,由于其潜在的毒性,它引发了一场争议。卡罗尔说,美国自2004年起禁止使用的溴化阻燃剂在灭火方面效果很好,但并不能永久地与诸如床垫之类的材料结合在一起。这意味着这种化学物质可能会离开床垫,最终进入灰尘或空气中,被吸入或摄入。这令人担忧,因为这些化学物质与一系列健康问题有关;例如,根据国家环境健康科学研究所的研究,它们可能会破坏甲状腺功能,破坏免疫系统,增加癌症风险。
“制造阻燃剂的新策略是将这种化学物质与床垫结合,或者将其制成另一种聚合物(一种长而重复的分子链),另一种绝对不会迁移的大分子,”他告诉《生活科学》杂志。相比之下,溴化阻燃剂是小分子,很容易离开材料和物体。
是否可以使用防火材料和阻燃剂来保证防火安全?卡罗尔说,他们做得很好,但把他们当作第二道防线。尽管这听起来很简单,但是要把火,比如蜡烛,放在卧室外面,小心地靠近炉子和厨房里的其他火源。“如果你一开始就不想生火,就不要生火,”他说。