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阻燃剂的是与非

2009-06-23周政懋

百科知识 2009年8期
关键词:二苯醚阻燃剂火灾

周政懋

众所周知,燃烧需要具备三个条件才能产生,一是可燃性材料,二是一定的温度,三是有氧气的存在。缺少其中之一,都会使燃烧终止。比如,火灾现场救火人员用水龙头浇水,降低了火源的温度,产生的大量水汽隔绝了氧气,使火熄灭。油槽的火灾要用泡沫灭火,泡沫浮在油层上面隔绝了氧气,也使火熄灭。

阻燃剂就是根据以上原理而产生作用的。确切地讲,阻燃剂是难燃剂,它是一种化工制品,被添加在某些材料中。阻燃剂遇火后发生分解,产生各种特殊的物理化学效果使这些材料或是降低了温度、或是被隔绝了氧气、或是迅速被催化成炭等等,导致材料减缓了火焰传播速度或者使材料离火自熄,达到阻燃效果,也使现场人员获得更多的逃生时间,便于消防人员有更多的时间进行抢救。

阻燃剂在易燃材料中的使用不是万能的,不同的材料要选择不同的阻燃剂,但总体的原则是一样的:①既能阻止有焰燃烧,又能抑制无焰燃烧;②用量少,效率高;③本身无毒,其热解燃烧产物少烟、无刺激性和腐蚀性;④阻燃剂本身对热和光的稳定性好,不易挥发或渗出,不易水解,阻燃性能持久;⑤添加后材料l的机械强度基本不受影响;⑥使用简便,成本低廉。

阻燃剂在现代社会中所起的作用十分重要,广泛应用于电子电气、建筑、家具、交通(包括汽车、造船和航天)、纺织品等诸多领域,同我们的日常生活息息相关。它种类繁多,若是按照其成分来区分,主要包括三大类:卤素类阻燃剂(包括溴系阻燃剂和氯系阻燃剂)、无卤阻燃剂(包括磷系阻燃剂、氮系阻燃剂和无机阻燃剂等)以及复合磷一卤系阻燃剂。其中,演系阻燃剂被应用得最广、用量最大、品种最多、效果也最好,至今仍然是全世界范围内阻燃领域的主力军。

阻燃剂在高防火安全中的重要作用

火灾一旦发生,其后果不堪设想。有关数据显示,起火后,室内温度可在3分钟内迅速达到600℃。600℃下室内一切可燃物质都会燃烧,人员死亡不可避免。美国国家标准局(NIST)调查结果显示,由于室内装修和大量可燃消费品的引入,火灾逃离时间(从房间开始着火到失控状态或“轰燃”的时间)已从1975年的17分钟降到2004年的约3分钟。可见防火安全问题日益严峻。

阻燃剂在避免或遏制火灾发生、提高防火安全上起着积极的作用。欧盟委员会估计,在20世纪90年代,由于使用阻燃剂,火灾死亡人数下降了20%;在美国,由于使用阻燃剂,2000年全年大概有280人幸免遇难:在英国,政府的研究人员估计,1998年~2000年期间,由于使用阻燃剂,特别是溴系阻燃剂,3000多人逃过一劫。阻燃剂中较为常用的溴系阻燃剂十溴二苯醚可将发生火灾后的逃生时间延长15倍。瑞典国家试验研究院与荷兰乌德勒支大学风险评估学院合作进行的一项实验表明,在欧洲,由于十溴二苯醚的使用,每i00万台电视机中可避免11起重大家庭火灾,从而每年避免160例死亡和2000多人受伤。

在现代世界火灾死亡人员中,烟气中毒导致的死亡人数比直接烧伤致死者要多出许多倍。在高层建筑火灾中,有80%的死亡者由烟气中毒致死。可见,毒气是导致火灾中死亡的“第一杀手”。美国国家标准局对一系列含有以及不含有阻燃剂的产品进行的测试显示,使用了含阻燃剂材料的产品所释放的毒气总量比没有使用含阻燃剂材料的产品少1/3,并且前者的一氧化碳排放量要比后者少一半左右。

溴系阻燃剂之所以被广泛应用是由于它杰出的性能,溴系阻燃剂的优点在于:它对复合材料的力学性能几乎没有影响;根据阻燃机理,它能显著降低燃气中溴化氢的含量;而且该类阻燃剂与基体树脂相容性好,即使在苛刻的条件下也不会出现析出现象。它们的分解温度大多在200℃~300℃左右,与各种高聚物的分解温度相匹配,因此这类阻燃剂能在最佳时刻,在气相及凝聚相中同时起到阻燃作用,并且添加量小,效果好。溴系阻燃剂中,使用量最多的两种是十溴二苯醚和四溴双酚A。

科学评价澳系阻燃剂

由于溴系阻燃剂中含有“卤素”,所以很多环保机构和人士对其存有怀疑,溴系阻燃剂也被冠以诸多不好的头衔。但评价一种阻燃剂是否环保应该从科学出发,采取科学的评判标准理性对待,而不应该根据其是否含有某种元素,或依据单一的实验结果,得出不全面的结论。

欧盟委员会曾就多种阻燃剂进行了系统和全面的风险评估,并以其评估结果作为官方判定在欧盟国家范围内生产、使用和销售产品的安全性之依据,它也是迄今为止关于澳系阻燃剂所展开的最为权威、系统和复杂的科学研究。从20世纪90年代开始,欧盟就组织其成员国对一些用量较大的卤系阻燃剂进行风险评估,评估包括两部分,其一是针对生态环境,其二是针对人体健康。该风险评估考查了产品从生产到加工,再到使用至废弃后回收的整个生命周期。以十澳二苯醚为主要成分的阻燃剂的风险评估历经10年,迄今为止已完成了1000多项实验,而结论是它对环境和人体健康不构成风险,可以使用,且不需要就其采取任何降低风险的措施。该结论于2008年5月被刊载在欧盟的官方期刊上。四溴双酚A的风险评估也于2007年完成,欧盟官方于2008年6月公布了结果,其结论是没有明显的风险,可以继续使用。

目前很多人有一种观点,将“无卤”等同于“环保”,认为所有的溴阻燃剂都会对环境或人体造成危害,建议取消在电子电气产品中溴阻燃剂的应用并向电子电器生产厂商施压。但目前又还没有任何其他阻燃剂经过严格的风险评估程序并被证实比十溴二苯醚和四溴双酚A更安全可靠。事实也证明了这一点,在电子电气产品中使用溴阻燃剂的几十年里,没有任何报告显示由于其使用导致的病例或者死亡案例。国际电工委员会(IPC)在其白皮书IPC-WP/TR-584中明确指出,“无卤”仅仅是某些厂商的“营销术语”,除非有严格的科学依据证明“有卤”阻燃剂对环境和人体产生危害,并且“无卤”产品对环境和人体无害,否则,他们不会支持从安全的已知产品转向未知。

而另一方面,未经过阻燃处理的电子电气产品引发火灾、造成伤亡的例子不胜枚举。国际电工组织(IEC)2006年发表的一份报告指出,欧洲电视机引发火灾数是每年每i00万台有325起,而美国每年只有5起,这主要是由于美国执行了比欧洲更严格的电视机防火标准。目前,一些新的法规较以往更强调科学的评估依据,如欧洲2007年生效的《化学品注册、评估、授权和限制制度》(即我们通常所说的“REACH法规”),该法规是欧盟国家化学

品管理的“最高大法”,强调了欧盟风险评估的权威和不可替代的地位。

各国对阻燃剂的监管现状

2005年10月15日,欧盟在其《关于限制在电气、电子设备中使用某些有害物质的指令》(即RoHS指令)中,豁免了十溴二苯醚的应用。欧盟委员会这一决定的根据是欧盟进行的长达10年的针对环境和人类健康的风险评估、行业咨询和十溴二苯醚生产和使用行业提出的排放控制自愿行动计划(VECAP)。但遗憾的是,2008年4月1日,欧洲法院宣布欧委会的该项豁免不符合程序,因而宣布其无效。然而,业界用户仍可以根据该指令第五条规定,申请临时豁免十溴二苯醚在某些领域中的应用。在这一过程中,欧洲法院并未否认欧盟风险评估的科学成果,而是出于程序的原因,做出了该项判决。

在美国,目前没有任何一项联邦法规限制十溴二苯醚的使用。只有缅因州和华盛顿州通过了两项影响力非常有限的州法案。其中,缅因州从2008年开始限制十溴二苯醚在家用床垫和家用家具的纺织物中的使用,而事实上,十溴二苯醚并不用于这些用途。2010年开始,该法案将限制十溴二苯醚在电视机和计算机外壳中的使用,而十溴二苯醚从未在计算机中广泛使用。华盛顿州仅限制了十溴二苯醚在家用床垫中的使用,而十溴二苯醚本来就不用于家用床垫。2008年12月,华盛顿州认为磷系阻燃剂RDP可以作为十溴二苯醚的安全替代物,从而立法规定,从2011年1月1日开始禁止十溴二苯醚在电视、计算机和家用软垫家具中的使用。

而在加拿大,目前十溴二苯醚的使用不受到任何法规的限制。

在亚洲,十溴二苯醚的使用同样不受任何法规限制。我国在《电子信息产品污染控制管理办法》的配套标准中直接将十溴二苯醚从禁用物质中剔除了出来。而韩国类似ROHS指令的法规也将十溴二苯醚从电子电气产品限用物质清单中豁免了出来。日本相关法规仅规定,使用十溴二苯醚需要按年上报,并不加以限制。

目前,四溴双酚A的使用没有受到任何国家的司法限制。

但溴系阻燃剂中的五溴二苯醚和八溴二苯醚已被欧盟明令禁止在欧盟国家范围内生产或销售。绝大多数阻燃剂厂商也早已停止生产这两种产品。在我国,这两种阻燃剂20年前就不生产或使用。

防火安全问题日益突出各国提高标准以应对

根据国际权威机构国际消防技术委员会和日内瓦国际保险经济研究学会统计,目前全球每年约有10万人死于火灾,火灾所造成的经济损失占全球GDP的1%左右。

英国有着全球最为严格的家具防火标准,研究表明英国在1988年实施这一标准后,家具火灾呈现大幅下降趋势,每年至少挽救230人生命,避免2000起火灾。美国加利福尼亚州于1975年出台了家具的防火标准,目前该地区每年由家具引发的火灾造成的死亡人数比美国其他地区低得多。而欧盟目前也正在商议将英国家具防火标准推广到其他欧盟国家。美国消费品安全委员会也在倡导将加州的家具防火标准推广到美国其他州。此外,欧美产业界一些主要生产商也在积极采取行动,如:欧洲的一些电视机的生产商就在主动提高所制造产品的阻燃标准。

在我国,随着社会和经济的不断发展,物质财富的急剧增多,新能源、新材料、新设备的广泛开发利用,以及城市建设规模不断扩大和人民物质文化生活水平的提高,火灾发生的频率越来越高,由此所带来的生命财产和经济损失也越来越大。据统计,我国70年代火灾年平均损失不到2.5亿元;80年代,我国共发生火灾约37.6万起,死亡18000余人,直接经济损失约32.2亿元:90年代,我国共发生火灾约62.9万起,死亡23000余人,直接经济损失约96.6亿元;而在2000年~2004年仅4年的时间里,我国共发生火灾约90.9万起,死亡万余人,直接经济损失约60.3亿元。防火安全问题愈发突出,成为关系着国计民生的重大问题。

因此,我国从2006年开始实施《公共场所阻燃制品及组件燃烧性能要求和标识》,以加强对公共场所防火安全的监管和规范力度。该标准为国家标准,目前仍在进一步完善和修订过程中,以进一步完善其执行力度,确保公共场所满足防火安全标准,保护人们的生命财产安全。

显然,火灾已成为现代社会所面临的最重大危害之一。随着社会物质财富的不断积累,火灾隐患也不可避免地呈递增趋势。如何从源头上遏制火灾的发生,切实保护人们的生命财产安全,已成为各国政府和相关机构所不得不应对的挑战,也是我们普通群众不得不面对的问题。我们也应该从科学出发,采用科学的评判标准,始终坚持和采取科学的数据和负责任的态度,信赖经过论证的、安全的阻燃剂产品,从根本上遏制火灾的发生,保障我们的人身和财产的安全。

综上所述,阻燃剂在提高防火安全中起着不可替代的作用,是保护人民群众的生命及财产安全不可缺少的“帮手”。因此,我们应以客观公正的态度看待阻燃剂,充分发挥其有益的特性,以利于广大群众树立对阻燃剂的正确认识。

责任编辑赵柠

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