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溴系阻燃剂,有争议,但也是必不可少的安全保护者。

2021-01-26 已有519人浏览 皖燃科技

韩亚航空公司的214航班2013年7月6日在旧金山降落时坠毁,机身起火燃烧,浓烟滚滚。尽管飞机发生了火灾,但绝大多数乘客在这次事故中都幸免于难。为了给这些旅客争取宝贵的逃生时间,这是一种生活中普遍存在,但经常被人们忽视的化学物质,阻燃剂。

阻燃剂是一种防火的常规手段,广泛应用于各种材料中。但是,围绕阻燃剂,特别是含溴阻燃剂,人们对它的质疑从来没有停止过。许多人认为,阻燃剂在火灾中并不能起到很大的作用,它们还能在环境中传播,危害人体健康。这是真相吗?为你解答问题。

1、阻燃剂,救人生命的“隐形守护神”

阻燃剂是一类延迟起火时间、抑制火势蔓延的增加物,它们具有多种抑制燃烧反应的作用原理。氢氧化铝、氢氧化镁等无机阻燃剂受热生成水,在此过程中大量吸收热量,同时起到隔离氧气的作用;溴系阻燃剂能捕捉燃烧反应中的自由基,终止链式反应的发生;此外,一些阻燃剂还能使材料表面迅速膨胀和碳化,形成保护层。

在我们的生活中,从塑料制品,到人造皮革,到化纤布,再到建筑保温泡沫塑料,到处都有聚合物材料的身影。这种材料在性能上有许多优点,但也有一个明显的缺陷:它们往往容易燃烧,从而造成火灾隐患。为消除隐患,采用阻燃剂改善材料的耐火性能已成为必要措施。

目前,阻燃剂主要应用于交通运输、电子电器、家具、建材等行业。加入阻燃剂并不会使材料获得完全的抗火能力,但仍可减少火灾的发生,并为身陷火场的人们赢得宝贵的逃生时间。由于可燃性气体和热量在燃烧空间中的聚集,可能出现“闪燃”现象,即各种可燃性物质在1~2秒钟内同时燃烧。而且出现阻燃剂,能有效地避免这一情况。就拿塑胶外壳的CRT电视机来说吧,假如它没有经过阻燃处理,起火时只给人留下不到2分钟的逃生时间,而借助阻燃剂,逃生时间可以提高到30分钟以上。

已有文献证明阻燃剂在火灾中的作用。根据该委员会的评估,在过去10年里,使用阻燃剂使欧洲的火灾死亡人数下降了20%。英国政府2009年开展的格雷恩斯特雷特伯曼研究显示,自从《家具及室内装饰消防安全条例》颁布以来,2002年至2007年,死于火灾的人数平均每年减少54人,非致命性烧伤人数平均每年减少780人,火灾事故平均每年减少1065人,而且家具的防火处理离不开阻燃剂。

09年CCTV文化中心起火,火势迅速蔓延,严重损坏了外墙。其中,建筑外层保温材料阻燃性能不合格是导致火灾蔓延的重要原因。因此,我们还可以看到,阻燃剂绝不是可有可无的。

溴系阻燃剂是阻燃剂中应用最广泛的一类,同时,围绕其还引发了各种争议。某些含有溴的阻燃剂确实会对环境和健康造成危险,但如果合理使用,目前批准使用的品种危险程度仍在可接受范围之内。此外,这些溴系阻燃剂的确具有其它阻燃剂难以完全替代的优良性能。中国阻燃学会秘书长周政懋这样评价溴类阻燃剂:我们恨它,但不能没有它。

溴系阻燃剂是一系列含溴化合物的统称,包括十溴二苯醚,四溴双酚A等。溴阻燃剂加热产生的氢氧化钠可直接参与燃烧的化学反应,阻断反应中产生的自由基,这种直接作用方式在添加量较少的情况下可产生有效的阻燃效果。与此同时,高密度HBr气体也能起到隔离空气的作用。目前溴系阻燃剂广泛应用于电子设备,软家具,建筑保温材料等领域。

溴系阻燃剂存在的问题主要来自于人体健康和环境污染。溴系阻燃剂在加热分解时会产生有害的物质,同时也会从材料中释放出进入生态环境和食物链。这些风险到底有多大呢?


2.溴系阻燃剂是否增加了火灾的"毒性"?

毒气是火灾中的一大致命杀手,那么溴系阻燃剂在火场中会增加毒气的释放吗?

单个溴系阻燃剂的确在特定情况下会产生有毒物质,如溴代二恶英(在日常使用条件下不会产生),但是值得注意的是,在火灾中燃烧易燃物本身会产生一氧化碳、多环芳烃等一系列有毒气体,这些气体与阻燃剂无关。在聚合物材料中添加少量溴系阻燃剂,这些阻燃剂并非火灾时有毒气体的主要来源,而且它们的存在能够抑制火势蔓延,有助于减少燃烧产生的有毒气体。还有实验数据表明,与不加阻燃剂的软质聚氨酯泡沫相比,加阻燃剂的泡沫在燃烧过程中并没有释放出更多的有毒物质。


3.溴系阻燃剂是否对人类健康和环境有害?

当前,发现溴系阻燃剂危害健康的数据主要来自动物实验。试验动物中,有些阻燃剂会对肝脏、神经、免疫系统和内分泌系统产生影响。然而,产生这些益处的剂量往往远远高于环境中阻燃剂的含量。在环境暴露风险评估中,没有发现目前被批准使用的阻燃剂品种对人类健康造成明显威胁。

关于四溴双酚A这一目前使用量最大的溴系阻燃剂,在评估报告中,欧洲化学品管理局(EuropeanChemicalsBureau)指出,没有发现它对人类健康造成危害。欧洲食品安全局(EFSA)于2011年时对四溴双酚A通过环境进入食物的风险进行了评估,该评估认为,目前在日常饮食中不会对健康造成威胁,而通过室内灰尘也不太可能造成威胁。关于多溴联苯和多溴二苯醚的评估也有类似结论。

在目前市场上的溴系阻燃剂中,只有六溴环十二烷(HBCD)被联合国环境计划署确认为持久性有机污染物(POPs),将逐步淘汰。此外,较早以前就停止了其他被确定为持久性有机污染物的阻燃剂品种(例如五溴联苯醚和八溴联苯醚)的生产。

从环境和健康风险角度来看,一些溴系阻燃剂的使用确实受到各国政府的限制。除六溴环十二烷外,欧盟的RoHS指令还限制了多溴联苯和多溴二苯醚两种溴系阻燃剂在电子电器中的应用,多溴联苯被美国禁止使用,而多溴联苯和多溴联苯也被中国的《电子信息产品污染控制管理办法》所禁止。但是需要指出的是,没有任何一个国家支持全面禁用溴系阻燃剂。除以上品种外,溴系阻燃剂在世界范围内仍得到广泛应用。

另外,随着技术的进步,新型溴系阻燃剂的出现,其危险性可进一步降低。比如,目前有一些企业已经研发出用于取代建筑保温材料中所用六溴环十二烷的大分子聚合型溴化阻燃剂。这类聚合阻燃剂分子很大,很难穿过细胞膜,因此可以避免进入有机体而产生影响。