巴黎時間2019年4月15日下午6點(diǎn)50分左右,法國著名建筑巴黎圣母院發(fā)生了嚴(yán)重火災(zāi),火勢猛烈,已造成塔尖坍塌,巴黎圣母院的所有木制框架幾乎燒毀。
失火的巴黎圣母院是建于約1163年到1250年間的一座基督教教堂,巴黎圣母院屬于哥特式建筑,哥特式建筑很輕盈,是靠整個骨架在受力。建筑的受力結(jié)構(gòu)一旦被打破,會很危險,所以無法用飛機(jī)滅火。
根據(jù)法國媒體報道,巴黎圣母院主體結(jié)構(gòu)被“拯救”,主結(jié)構(gòu)整體保存完整,巴黎圣母院下部的主結(jié)構(gòu)是由石材墻體構(gòu)成,石材一般不易著火。而巴黎圣母院的教堂頂有上千根古老的木材,里頭一半可以追溯到1147年,這也是導(dǎo)致塔尖坍塌、火災(zāi)難以控制的主要原因。
木材,是一種傳統(tǒng)的建筑材料,在古代,特別是新建筑材料發(fā)展之前,木制建筑一直是我國建筑的主流,我國最著名的木制古建筑實(shí)屬故宮博物院。而在現(xiàn)存的名勝古跡建筑群內(nèi),歷史上曾屢次發(fā)生火災(zāi),其中火災(zāi)次數(shù)最多的地方,也當(dāng)屬故宮。
根據(jù)史料記載,故宮作為明朝都城開始至今不到一千年的歷史中,共發(fā)生火災(zāi)近100起。
2018年9月份,大火燒毀了巴西國家博物館,看著這些被燒毀的國家級文物,我們都感到無比痛心。
那么,為什么這些古老的建筑總是失火?主要原因還是本身的木質(zhì)構(gòu)造,宮殿房屋大多數(shù)是木質(zhì)結(jié)構(gòu),在自然狀態(tài)下極易發(fā)生火災(zāi)。
為了預(yù)防火災(zāi),故宮博物院還專門設(shè)了消防處。4月16日,故宮博物院召開“消防安全緊急會議”,居安思危,故宮創(chuàng)造了48年零火災(zāi)的奇跡。在對文物和建筑進(jìn)行保護(hù)和修繕的過程中,防火都是極其重要的內(nèi)容,加強(qiáng)管理,做到防患于未“燃”。
巴黎圣母院事件再一次給我們敲醒了警鐘,那么火災(zāi)是否可以通過有效的措施來避免呢?
對現(xiàn)代高層建筑而言,做好消防基礎(chǔ)設(shè)施是預(yù)防火災(zāi)的重要手段,不僅如此,我們也有必要認(rèn)識到應(yīng)用具有阻燃性材料的重要性。除了所用建筑材料本身具有阻燃效果的材料,比如水泥、鋼材、玻璃等;還有在材料中添加我們通常說的阻燃劑,是在涂到需要防火的各種材料表面,它能保證在起火的時候不被燒著,也不會使得燃燒范圍加劇、擴(kuò)大。
防火阻燃材料是一種保護(hù)材料,它是能夠阻止燃燒而自己并不容易燃燒的材料。
如今,阻燃技術(shù)、阻燃材料的應(yīng)用已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不僅限于建筑行業(yè),而是廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。不管是汽車、電子電器、電線電纜、開關(guān)插座、座椅面料等都采用了阻燃材料。目前阻燃材料主要有有機(jī)和無機(jī),鹵素和非鹵。有機(jī)阻燃材料是以溴系、氮系及其化合物為代表的一些阻燃劑,無機(jī)主要是三氧化二銻、氫氧化鎂、氫氧化鋁,硅系等阻燃體系。無鹵阻燃是目前發(fā)展較快的一類阻燃材料。
1阻燃劑
(1)聚丙烯(PP)阻燃劑聚丙烯是一種常見的通用塑料,在建筑、汽車、電子產(chǎn)品及各大工業(yè)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。然而聚丙烯雖然應(yīng)用廣泛,但是其本身是一種易燃材料,因此對聚丙烯進(jìn)行阻燃改性尤為重要。
2019年2月中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所在制備阻燃發(fā)泡聚丙烯材料方面取得了重要進(jìn)展,研究人員在前期制備高阻燃性能聚丙烯材料的基礎(chǔ)上通過超臨界二氧化碳發(fā)泡技術(shù)協(xié)同單向牽伸法實(shí)現(xiàn)了超輕、超強(qiáng)、高阻燃性能的聚丙烯泡沫制備,優(yōu)異的阻燃性能表現(xiàn)為在水平燃燒測試中可實(shí)現(xiàn)離焰2s內(nèi)自熄滅。
(2)聚對苯二甲酸丁二醇酯(PBT)
PBT作為五大工程塑料之一,它的玻璃化溫度低,加工周期短,廣泛應(yīng)用于電子電氣和汽車等行業(yè)。目前,PBT在新能源汽車中重要應(yīng)用,特別是在電池模組零部件、汽車線束、充電樁等。
(3)金屬氫氧化物阻燃劑
金屬氫氧化物阻燃劑主要包括氫氧化鎂阻燃劑和氫氧化鋁阻燃劑,在高溫下會分解吸收大量的熱,生成水蒸氣稀釋空氣中的氧氣濃度,從而延緩聚合物的熱降解速度,從而抑制聚合物的燃燒。單一的氫氧化鋁阻燃效率不夠,大量的添加對基材的性能有一定影響,而氫氧化鎂阻燃劑不含鹵族元素,有很好的阻燃抑煙作用,并且分解溫度比較高,更適用于PP\ABS等成型溫度高的產(chǎn)品。
(4)聚磷酸銨(APP)阻燃劑聚
磷酸銨阻燃劑屬于磷氮系阻燃劑,APP的含磷量高達(dá)30%~32%,含氮量14%~16%,APP在聚氨酯硬泡中具有很高的阻燃性,具有耐水性和耐熱性。氮磷系阻燃劑最主要的優(yōu)點(diǎn)是燃燒時生煙量極低,毒性低,阻燃性高,廣泛應(yīng)用于聚氨酯、環(huán)氧樹脂、膨脹性防火涂料等產(chǎn)品。今年3月份,《Nature》報道北理工材料學(xué)科阻燃材料的重要進(jìn)展,北理工國家阻燃材料工程技術(shù)研究中心主任楊榮杰教授的團(tuán)隊(duì)是第一個使用聚磷酸銨作為高效阻燃劑并制造它們的團(tuán)隊(duì),清潔技術(shù)、功能耦合和工業(yè)應(yīng)用是我們追求的阻燃材料,除了阻燃,我們還需要納米技術(shù)來實(shí)現(xiàn)其他更好的性能。
2阻燃材料
(1)耐高溫纖維
耐高溫纖維一般指180℃以上溫度條件下可長期使用的纖維,軟化點(diǎn)及熔點(diǎn)高、著火點(diǎn)、發(fā)火點(diǎn)高,具有阻燃或不燃性,隨著國防工業(yè)、民用工業(yè)及尖端技術(shù)的快速發(fā)展,耐高溫纖維發(fā)揮著越來越重要的作用。常見的耐高溫纖維有聚酰亞胺纖維(PI)、聚苯硫醚纖維(PPS)、玻璃纖維、碳纖維、陶瓷纖維、聚醚醚酮纖維(PEEK)等。
(2)二氧化硅氣凝膠
氣凝膠是一種分散介質(zhì)為氣體的凝膠材料,是由膠體粒子或高聚物分鐘相互聚集成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的納米多孔性固體材料。現(xiàn)在性能最有益的建筑絕熱阻燃材料當(dāng)屬二氧化硅氣凝膠,憎水率》=99%,防水阻燃,綠色環(huán)保,防酸堿,耐腐蝕,不易老化,使用壽命長,目前氣凝膠的防火阻燃可以達(dá)到A級,這是其他傳統(tǒng)材料所無法比擬的,因此被稱為超級保溫阻燃材料。(我院現(xiàn)可自主研發(fā)、生產(chǎn)氣凝膠,用于保溫、隔熱、阻燃,點(diǎn)擊查看)。
珍貴的歷史建筑發(fā)生火災(zāi),帶給國家和民族的是無盡的傷感與悲痛,巴黎圣母院大火又一次給我們敲響了警鐘。大火燒毀的不僅是文物本身,更是文物所承載的千年文明。開發(fā)應(yīng)用更多具有優(yōu)異性能的阻燃材料迫在眉睫,我們真心祈愿文物都能遠(yuǎn)離災(zāi)難,代代傳承。
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