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聚氨酯的燃烧和阻燃聚氨酯材料是由碳—碳键为基本结构组成的有机高分子聚合物，属于可燃物质。
用聚氨酯材料生产的各类产品与制品，在人们的社会活动中随处可见。
由于它们处在各种各样的环境之中，引发火灾的几率较高。
由各种引火源引发聚氨酯材料的燃烧以及伴随燃烧产生的烟雾毒性，已成为消防安全密切关注的重点之一，对有关聚氨酯产品及生产制定了日益严格的阻燃标准和法规。
同时，聚氨酯产品的生产所使用的大量原料多属于有机化合物和聚合物，也同属于可燃物之列，而在生产中使用的许多原料助剂，如有机溶剂及其配置的涂料、脱模剂等，因闪点、着火点较低，都存在不同程度的燃烧隐患；此外，在大型软质聚氨酯块泡的生产中，由于使用高水量配方生产低密度泡沫体产生的热量多而泡沫体的散热性差，因此在贮存过程中，由泡沫体产生自燃而引发的火灾也曾有发生。
由聚氨酯泡沫体等燃烧产生的火灾危害，不仅来源于燃烧本身产生的大量热辐射而引发的火焰的蔓延和扩大，同时还来源于燃烧时产生的烟雾和分解释放出来的诸多有毒气体。
许多火灾报告指出：由燃烧烟雾和有毒气体造成人员伤亡的比例远远高于真正燃烧本身造成的伤亡人数。
因此，为保证生产过程和使用过程中的防火安全，必须系统地研究该类产品的燃烧机理、检测方法以及阻燃办法，制定产品的生产、使用安全标准和法规。
下面，洛阳天江化工新材料有限公司将就聚氨酯泡沫的燃烧机理以及阻燃方法这两方面为大家进行简单介绍。
一、燃烧机理在聚氨酯产品中，由于聚氨酯泡沫塑料的质量轻、体积大且传热系数低、最易发生燃烧，因此将它作为燃烧行为的研究对象最具有代表性。
一般物质的燃烧行为基本可分为三个阶段：第一个阶段为物质引燃和火焰蔓延的初期阶段；第二个阶段为物质的完全燃烧的发展阶段；第三个阶段则为火焰衰减、燃烧熄灭的最终阶段。
洛阳天江化工新材料有限公司在这里告诉大家，物质引燃的难易程度是物质燃烧行为的第一表征，它与物质本身的化学结构、组成、传导能力、热分解温度以及反应所产生的气体和液滴的助燃程度等因素有关。
浅析软质聚氨酯泡沫塑料的自燃作者：仝东梅陈绵海来源：《城市建设理论研究》2014年第11期摘要：本文重点介绍了软质聚氨酯泡沫塑料的生产过程和自燃机理，通过对生产过程的分析和自燃机理的介绍，提出了安生生产，避免出现自燃事故的基本要求。
关键词：软质聚氨酯泡沫塑料、自燃、异氰酸酯、水、放热中图分类号：TU976+.5文献标识码：A泡沫塑料是内部具有无数微孔的塑料，可用聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚氨基甲酸酯（即聚氨酯）等树脂制成，具有质轻、绝热、吸声、耐潮湿、耐腐蚀等优点。
可作隔热、隔声和建筑材料，广泛应用于建筑、船舶即飞机等方面。
其中以聚氨酯泡沫塑料应用最广。
由于低密度软质聚氨酯泡沫塑料（俗称海绵）在生产过程中多为放热反应。
故经常发生自燃造成火灾事故。
此类火灾蔓延速度快、具有一定毒性，使扑救工作相当困难，往往造成较大的经济损失。
因此，了解掌握聚氨酯泡沫塑料的自燃机理与预防措施是极为重要的。
一、软质泡沫塑料的自燃机理软质聚氨酯泡沫塑料的自燃机理形成取决于异氰酸酯与水及多元醇产生的放热反应，在给定指数下，与多元醇反应所需的异氰酸酯是固定不变的。
因此，发泡时决定着热量多少的实际变量，就是配方中的用水量。
用水量越高，反应放热就越多、接近自燃起火危险的最初特征是变色和焦烧现象，温度或值大约为170－175℃。
反应放热量除与配方中的用水量及异氰酸指数有关之外，还决定于料块的大小，最初24小时的贮存方法、地点和环境条件等等。
那么，软质聚氨酯泡沫塑料自燃形成的机理有哪些呢？（一）软质泡沫塑料出模后仍有部分单体还在继续反应使温度升高。
聚氨酯软质泡沫塑料在生产中最主要的第一反应是异氰酸酯与羟基和氨基反应。
这时候，反应开始产品为取代氨基甲酸，它断裂为胺及二氧化碳。
胺然后与异氰酸酯反应生成取代脲，这些都是聚胺酯软质泡沫的重要基料。
在无催化剂的模型体系，胺和异氰酸酯的第二步反应比开始的异氰酸酯与水的反应快的多。
同时，还将释放出大量的热和气体。
聚氨酯火灾毒害风险分析与研究发布时间：2022-05-09T01:19:48.294Z 来源：《建筑实践》2022年第41卷第1月2期作者：王宝宁[导读] 聚氨酯，作为一种新型材料，凭借着其各种优越的性能，在工业、农业、交通运输、合成革、建筑装王宝宁广州市消防救援支队，广东广州，5102301引言聚氨酯，作为一种新型材料，凭借着其各种优越的性能，在工业、农业、交通运输、合成革、建筑装修等等社会生活的各个领域都得到了极为广泛的应用。
然而，由于聚氨酯泡沫材料极易燃烧，燃烧过程异常迅速、猛烈，而且燃烧过程中会释放出CO、HCN等对人体有毒害的气体，因此在聚氨酯材料广泛应用的同时也潜藏着巨大的火灾危险性。
有许多地方已经发生过聚氨酯材料的火灾事故，造成了巨大的人员伤亡和财产损失。
因此非常有必要对聚氨酯材料的火灾毒害风险进行分析，并有针对性地制定有效的应急消防防护措施。
2聚氨酯材料概述聚氨酯（polyurethane，简称PU）全称为聚氨基甲酸酯，是主链上含有重复氨基甲酸酯基团(NHCOO)的大分子化合物的统称。
它是由有机二异氰酸酯或多异氰酸酯与二羟基或多羟基化合物加聚而成，其氨基甲酸酯基团(NHCOO)由异氰酸基和羟基反应而成，反应式：-N=C=O+HO-→-NH-COO-聚氨酯大分子中除了氨基甲酸酯外，还可含有醚、酯等其他基团。
通过改变生产原料的组成和配比，可以得到不同形态、不同性能的聚氨酯产品，在汽车制造、建筑装修、石油化工等等社会生活的许多领域得到了非常广泛的应用。
1937年德国Otto Bayer教授首先制得了聚氨酯，之后英国、美国、日本等国先后从德国引入了聚氨酯生产工艺，并逐步运用到工业生产中。
20世纪50年代末我国聚氨酯工业开始起步，进入21世纪以后开始有了较快的发展。
3聚氨酯火灾危险特性分析3.1聚氨酯材料火灾危险性聚氨酯材料极易燃烧且火势极易扩展蔓延。
当温度达到260℃以上时聚氨酯泡沫就开始分解，温度达到280℃以上时开始剧烈分解，温度达到330℃以上时可以引发自燃。
聚氨酯泡沫塑料火灾危险性分析及其防火措施合肥市公安消防支队赵治安鲁广斌摘要聚氨酯泡沫塑料是一种高分子合成材料，应用范围十分广泛，但聚氨酯泡沫塑料在火灾时能放出使人窒息死亡的毒气，特别是近年来已在一些场所造成重大的人员伤亡事故.文章通过对聚氨酯泡沫塑料的燃烧过程及燃烧产物的毒性分析,探讨聚氨酯泡沫塑料的防火措施，并首次提出聚氨酯泡沫塑料在火灾初期对人体的伤害以及如何在一些场所有效、安全、合理地使用这一材料。
关键词聚氨酯燃烧火灾毒性阻燃措施Thetoxicityofurethanefoamsfirehazardsandthefire—protectionmeasuresZHAOZhi-anLuGuang-binLuJian（HefeiFireBrigade，Hefei230061，China)Abstract:Theurethanefoamsisakindofhighmolecularsyntheticmaterialandcanbeusedwide ly.Butbeingburned，itcangetoutthepoisonsuffocatinglygas.Especiallyitleadtosomeaccidentswithalotofpeoplesdeath。
Thethesisresearchthetechnologyoffire—protectionforurethanefoamsbythecombustionprocessoftheurethanefoamsandthecombustionproductsofit.Thethesisraisethecombustionproductsoftheurethanefoamsinjurytopeoplefirstly,andthewaystouseiteffectively，safelyandreasonably.Keywords:urethanefoams；synthesiscombustion；fire；toxicity；measure；○引言聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
聚氨酯泡沫火灾危险性及防火对策集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN]聚氨酯泡沫火灾危险性及防火对策一、火灾危险性“聚氨酯”全称为聚氨基甲酸酯，用这种材料做成的具有优越的绝缘、保温和隔音性能。
聚氨酯，俗名海绵(以下简称聚氨酯泡沫)，是生产、生活中广泛利用的畅销制品。
聚氨酯泡沫成品是多孔性的固体，导热性极差，容易造成热量积聚。
硬质的闪点为310℃，自燃温度为416℃，每燃烧1千摩尔泡沫可放出3073.53KJ的热量。
未经阻燃处理的成品，氧指数为20左右;经阻燃处理的在23～27之间，个别也可达30左右。
在200℃时发生热降解，放出CO和醇类等低分子物。
对于软质聚氨酯泡沫，根据火险参数差热分析的测定结果，其初始分解温度为260℃以上，激烈分解温度为280℃，自燃温度在330℃以上，极易造成自燃和分解性燃烧。
燃烧后，会分解产生氰化氢、一氧化碳等剧毒性气体，使人吸入后几秒钟就中毒身亡，且燃烧产生大量烟气，降低空间能见度，使人失去逃生能力。
二、火灾特性聚氨酯泡沫火灾与其他可燃固体火灾相比，存在有不同的独特个性。
主要表现在：1、易产生阴燃实验证明，某些标准规格的聚氨酯泡沫，即使在单独存放的情况下，也可发生阴燃。
软质聚氨酯泡沫在静止空气中，产生阴燃的最高温度不超过400℃，而且阴燃的时间能持续数个小时。
硬质聚氨酯泡沫的阴燃只发生在表面上，阴燃的最高温度约500℃左右。
2、燃烧速度极快，火焰温度高在实验中采用150×50×15mm规格的聚氨酯泡沫试样测定，燃烧速度为1.5～2.0mm/s;燃烧中辐射热极强，经测试火焰温度高达2000℃左右，热值为28～23MJ/kg，根据消防部队战斗经验表明，500公斤聚氨酯泡沫堆积引燃后，战斗还未展开、水枪还没出水就全部燃尽了，可见其燃烧的猛烈程度。
分析认为，聚氨酯泡沫燃烧速度快、温度高，主要是因为聚氨酯泡沫在温度作用下，具有急剧分解的特性。
聚氨酯泡沫塑料火灾危险性分析及其防火措施合肥市公安消防支队赵治安鲁广斌摘要聚氨酯泡沫塑料是一种高分子合成材料，应用范围十分广泛，但聚氨酯泡沫塑料在火灾时能放出使人窒息死亡的毒气，特别是近年来已在一些场所造成重大的人员伤亡事故。
文章通过对聚氨酯泡沫塑料的燃烧过程及燃烧产物的毒性分析，探讨聚氨酯泡沫塑料的防火措施，并首次提出聚氨酯泡沫塑料在火灾初期对人体的伤害以及如何在一些场所有效、安全、合理地使用这一材料。
关键词聚氨酯燃烧火灾毒性阻燃措施The toxicity of urethane foams fire hazards and the fire-protection measuresZHAO Zhi-an Lu Guang-bin Lu Jian(Hefei Fire Brigade,Hefei 230061,China)Abstract：The urethane foams is a kind of high molecular synthetic material and can be used widely.But being burned,it can get out the poison suffocatingly gas . Especially it lead to some accidents with a lot of peoples death. The thesis research the technology of fire-protection for urethane foams by the combustion process of the urethane foams and the combustion products of it. The thesis raise the combustion products of the urethane foams injury to people firstly,and the ways to use it effectively,safely and reasonably .Key words: urethane foams；synthesis combustion；fire；toxicity；measure；○引言聚氨酯是聚氨基甲酸酯的简称。
软质聚氨酯泡沫塑料自燃原因及预防措施软质聚氨酯泡沫塑料是一种新型高分子材料，分子量为 2 000〜4 000，密度为16〜192kgPm3。
它是用甲苯二异氰酸酯（简称TDI）与聚醚多元醇缩聚反应而合成，全称是聚胺基甲酯，俗称海绵。
由于其密度小，弹性好，隔音防震，乘坐安全舒适，成型施工方便、价格便宜特点，因此，它的应用范围十分广泛，特别在家具、床具、运输、冷藏、建筑、绝热等行业使用十分普遍，已经成为不可缺少的材料之一。
软质聚氨酯泡沫塑料是由二元或多元羟基化合物聚合而成的高分子化合物，在生产过程中多为放热反应，很容易产生自燃引起火灾，并在燃烧过程中能放出一氧化碳、氰化物、甲醛等有毒气体，易造成人员伤亡。
但是，由于人们缺乏了解、掌握软质聚氨酯泡沫塑料在成型过程中的危险特性及其预防措施，近年来，在我国许多地区曾发生过屡似多次的重大火灾案例，给人民生命财产造成了重大的损失，教训十分深刻。
2软质聚氨酯泡沫塑料自燃原因软质聚氨酯泡沫塑料是通过化学反应而生成的。
反应基于两个主要化学组分聚醚多元醇和异氰酸酯，同时加入其它组分，包括水、一氟三氯甲烷、泡沫稳定剂、催化剂，这些物料在瞬间剧烈高速混合、反应，同时形成泡沫，这个过程放出大量热量。
泡沫塑料是一种多孔性材料，比表面积很大，泡沫边缘部分热量尚可发散出去，而中心部分的热量，由于泡沫保温效果较好，则较难移出，在正常反应中，它们放出的热量使泡沫块中心升到一定温度而达到熟化的目的。
然而，当原料不纯、含水量高，配方设计不合理，投料量不准确，在配料过程中，多加了水或活性催化剂，配比失调，或者搅拌不均等都会导致温度急剧升高而发生自燃。
其次，软质聚氨酯泡沫塑料在熟化过程中，由于尚未完全反应的物料仍在继续放热，倘若车间内没有一定的排风装置，通风不良，会使泡沫塑料聚热不散，产生自燃。
别外，成型的软质聚氨酯泡沫塑料摆放相互紧贴，没有距离，也会散热不良，容易造成泡沫块中心焦化，甚至酿成火灾。
由于受上述某些因素的影响，软质聚氨酯泡沫塑料的热量逐渐积蓄，泡沫中心温度逐渐上升。
经测定，发泡后2〜6小时可升至140〜160 C,有时甚至更高，约180 C。
如果温度再继续升高，即会发生冒烟等现象，这表明此时泡沫开始发生较剧烈的分解，若不采取措施则会自燃。
通常认为，泡沫中心温度不宜超过160 C,否则，泡沫会变黄，俗称黄心”或呈棕色，即焦化”现象，温度超过175 C时，应特别加强警戒。
总之，反应热的积蓄，使高分子材料分解，这是引起软质聚氨酯泡沫塑料自燃的根本原因3影响软质聚氨酯泡沫塑料自燃的因素3.1聚醚多元醇目前，块料泡沫生产中所用的多元醇，几乎全部都是聚醚多元醇，聚醚多元醇在软质聚氨酯泡沫原料中所占比重最大，对泡沫自燃有很大的影响，不同品种聚醚多元醇即使表观质量如羟值、酸度、色泽、不饱和度、粘度等几乎相等，但内在质量可能差别很大。
具体表现在以下几个方面：(1) 热稳定性聚醚多元醇的热稳定性将直接影响软质聚氨酯泡沫塑料的热稳定性，世界上一些主要生产厂在聚醚多元醇出厂前，都已配入抗氧剂，以提高热稳定性，聚醚多元醇的热稳定性可以用起始氧化温度表征，不同品种的聚醚多元醇，在羟值相等或接近时，起始氧化温度差距可能较大。
从下表可见三种聚醚多元醇的起始氧化温度差达50C。
表1 聚醚多元醇的起始氧化温度序号羟值P(mgKOH.g-l)起始氧化温度P C156 210256 60346 170泡沫的起始氧化温度与聚醚多元醇的起始氧化温度有关，后者高，前者也高，加入抗氧剂不但能提高聚醚多元醇的起始氧化温度，也能提高所生成泡沫的氧化温度。
(2) 低沸物等杂质含量聚醚多元醇中低沸物等杂质含量是一项重要指标，聚醚多元醇中低沸物及碱金属离子的含量高，在生产泡沫过程中，少量游离环氧丙烷与TDI发生开环反应，因小环张力消失，而产物中发生大n键共轭和超共轭反应,产物能量降低，反应热明显比羟基类活泼氢化合物与TDI 反应的热量要大。
众所周知钾、钠离子对聚氨酯生成过程中某些化学反应(如缩二脲及脲基甲酸酯的生成)有强烈的催化作用，金属离子含量过高会加速后熟化反应，使反应热更为集中，而泡沫导热系数低，绝热性能好，热量不易散出，以致泡沫块中心温度骤然升高。
大分子链热裂解而产生大量的游离基，引发链式反应，再加上聚醚多元醇中醛类化合物的作用，使链式反应不能终止而愈演愈烈，造成局部发黄、焦化直至分解产生大量可燃气体，在达到着火点时与空气接触发生自燃着火。
3.2TDI 指数发泡过程中TDI 指数可以在一定范围内选择，TDI 指数高则泡沫硬度高，但从生产安全角度考虑，TDI 指数不能过高，若TDI 过量，则过量的未反应TDI 会与氨基甲酸酯基团中N 原子上的H 反应，生成脲基甲酸酯，同时脲基中N原子上的H还会与过量的TDI反应，生成缩二脲，这样导致放热延至数小时之久，使泡沫中心温度长期过高而引起焦化，甚至自燃着火。
大部分生产厂认为指数以103%〜108 %为宜，也有人认为，高达112 %〜114%时，只要在发泡时精心操作，未必不安全。
总之，TDI指数会影响泡沫的焦化程度，但它不是一个独立的因素，必须结合其它一些条件综合考虑。
3.3水用量软质聚氨酯泡沫塑料的主要发泡剂是二氧化碳，它是由水和异氰酸酯反应而生成的，反应热为104.6〜125.5 JPmoL,曾对不同用水量软质聚氨酯泡沫塑料的中心温度作过估计，估算结果为：配方中水量为5时（以聚醚多元醇为100，下同），泡沫中心温度为162 C,当水量为6.5时，则为184 C,曾有一工厂做过自燃失火试验，该厂采用高水量混合发泡剂，水量为 6.2分，一氟三氯甲烷为15分，泡沫体积为1X 1X 1.5m多次实验证明，自燃率为20%，由此可见，高水量配方，自燃可能性较大，但据报道，目前已开发出一种新型生产软质块状塑料用设备，允许采用极高水含量的配方，这种配方免去或极大减少了对助发泡剂的要求，该体系可使块状泡沫塑料迅速冷却，防止了可导致泡沫塑料降解的高发热。
3.4温度及催化剂浓度研究发现，料温、环境温度较高或催化剂浓度较大时，软质聚氨酯泡沫塑料较易焦化，甚至自燃，并发现，夏季气温较高，原料温度为38C，用水量为5.5时，泡沫会发生自燃，所以夏季天气炎热，热量不易散发，要注意防止泡沫自燃，特别在用水量较高时，更应注意防止发生事故。
3.5泡沫块厚度聚合反应是强烈放热反应，一般聚合反应热在发泡过程中放出，大多数软质聚氨酯泡沫塑料在约10s 内开始发泡。
但是由于聚氨酯泡沫塑料的导热系数很小（入1. 0 m时，泡沫块的中心温度高达140 C甚至更高，在完成泡沫膨胀以后，达到最高温度，若在配方中出现差错时，温度可能更高，在熟化过程中，导致泡沫块内部烧焦和自燃着火。
3.6搅拌均匀程度搅拌器的结构型式及转速关系到多种物料在短时间内能否充分搅拌混合均匀，如果搅拌不好，将对泡沫塑料结构产生影响，使泡沫体表面出现大量气泡，产生开裂等缺陷，而且会造成反应体系内TDI 局部过浓，促使局部聚合反应激烈，放热量集中，温度升高，以致着火自燃。
4软质聚氨酯泡沫塑料自燃的对策预防措施4.1把好原料质量关不同的原料，其放热情况不一样，使用含水量高的聚醚，容易发热。
因此，在选择原料时要把好质量关。
特别是在更新原料时，先要进行小批量试验，并认真做好观察记录，在确认没有什么问题的情况下，再投入大批量生产。
生产低密度产品时，尤需注意安全。
在使用国产聚醚时，要注意消除低沸物，降低金属离子的含量，减少反应热，或者添加一定量的抗氧剂，以终止链式反应，避免自燃起火现象的发生。
4.2把好配方配比关配方配比不当，容易发热，多加了活性催化剂或聚醚（脂）用量不足，尤其是羟基和异氰酸酯比例失调，或者搅拌不均，都会导致温度升高。
因此，软质聚氨酯泡沫塑料的配方一经审定，不能随意变更，必须按规定要求配足配好所需原料。
一是对计量器具要经常进行校验，确保计量准确；二是在配料过程中要形成监督机制，配备配料员和监督员，落实专人负责，增强其责任心。
配料时，配料员和监督员要作好原始记录单上分别签名，做到有据可查，防止因配比失调而产生自燃。
4.3把好值班监控关聚氨脂生产过程中要放出热量，尤其是软质聚氨酯泡沫塑料体积大，绝热性能好，能积聚热量，在熟化、固化时体内温度可达200 C,这时有一氧化碳和醇类低分子物质放岀，在中心开始燃烧，一旦着火，蔓延很快。
因此，在生产过程中要时刻注意温度变化，及时采取应急措施，尤其是熟化成型间是泡沫塑料产生自燃的主要场所，做好对熟化成型间的安全监控是预防泡沫塑料自燃的重要环节。
为此，熟化成型间必须有专人值班，并加强观察和监测工作，注意泡沫塑料块温度的变化情况，发现有裂缝、变形、变色、倒塌或者冒黄烟等异常情况，立即采取冷却降温或将物料移岀熟化成型间，单独放置于空旷场地上等措施。
此外，熟化成型间的泡沫塑料块之间，应保持30 cm以上的间距，以利于通风散热。
同时，要十分注意新发的泡沫塑料还有较高温度，要充分冷却后（一般要经过24 小时）以后才能入库存放，以保安全。
4.4把好厂房安全关建造软质聚氨酯泡沫塑料生产厂房，一定要进行合理布局，符合消防规范要求，经公安消防监督部门防火审核、消防验收合格后方可启用。
发泡间、熟化成型间、切片间、仓库宜分开单独建造，相互之间的防火间距不应小于10-12m ，如必须相连，应用防火墙或防火门隔开。
软质聚氨酯泡沫塑料的预发、熟化成型间、切片间，要依据国家《建筑设计防火规范》设置自动喷淋灭火系统，厂房内外应设消火栓，还要配备一定数量的消防器材。
同时，发泡、熟化成型间要装有良好的通风设施，屋顶上部要设有气流窗，墙体下部要设机械排风装置。
此外，还要有防止雨水透入的设施，以防自然条件的生成。
5结论软质聚氨酯泡沫塑料的生产虽然会放出热量，同时也会聚热不散发生自然，但是，人们只要对软质聚氨酯泡沫塑料生产特性、发生自然的原因以及影响自然的因素有一个充分的认识，从思想上引起足够的重视，在制度上、技术管理上、原料质量上、配料配比上、厂房设施上，真正落实严格的防范措施，软质聚氨酯泡沫塑料生产过程中的自然火灾事故是可以避免的。
