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말에서 거품까지: 방염제의 다양성 뒤에 숨은 놀라운 과학은 무엇일까
방화제는 화재 확산을 늦추거나 멈추거나 화염의 강도를 줄이는 데 사용되는 물질입니다. 이는 일반적으로 연료의 가연성을 줄이거나 연소를 지연시키는 화학 반응을 통해 이루어집니다. 난연제는 물리적 작용이나 흡열 화학 반응을 통해 연료를 냉각시킬 수도 있습니다. 이 제품은 분말 형태로 제공되며 사용하기 전에 물에 섞어야 합니다. 또한 소방 폼 및 방화 접착제로 사용할 수 있으며 코팅 또는 스프레이로 물체에 적용할 수도 있습니다. 화재 지연제는 소방 작업에 널리 사용되며, 이러한 유형의 제품은 공중과 지상 모두에서 사용할 수 있습니다.
작동 원리
일반적으로 방염제는 화염을 물리적으로 막거나 화학 반응을 촉발하여 재료의 가연성을 줄입니다.
물리적 효과
물리적 작용으로 인해 이 과정은 다음과 같은 방법으로 연소 과정을 지연시킬 수 있습니다.
냉각: 특정 화학 반응은 실제로 재료를 냉각할 수 있습니다.
보호층을 형성하여 밑에 있는 물질의 발화를 방지합니다.
희석: 일부 지연제는 연소 중에 물 및/또는 이산화탄소를 방출합니다.
일반적으로 사용되는 난연제로는 수산화 알루미늄, 수산화 마그네슘, 그리고 몇 가지 특정 혼합물이 있습니다. 가열하면 수산화 알루미늄은 탈수되어 산화 알루미늄을 형성하고 그 과정에서 수증기를 방출합니다. 이 반응은 많은 양의 열을 흡수하여 첨가된 물질의 온도를 낮추고, 산화 알루미늄 잔류물은 물질 표면에 보호층을 형성합니다.
화학적 작용
반응은 기체상과 고체상 모두에서 발생할 수 있습니다.
기체상 반응: 화염 속의 화학 반응은 방염제에 의해 방해받을 수 있습니다. 이러한 지연제는 일반적으로 Halon 및 PhostrEx와 같은 유기 할로겐화제입니다.
고체상 반응: 일부 지연제는 폴리머를 분해하여 용융시키고 화염에서 멀어지게 합니다. 이를 통해 특정 물질이 특정 가연성 테스트를 통과할 수 있게 되었지만 가연성 플라스틱 물방울이 생성되면 화재 안전성이 향상되는지 여부는 알 수 없습니다.
탄소 기반 연료의 경우, 고체상 난연제는 연료 표면에 탄소질 숯 층을 형성하여 연소하기 어렵고 추가적인 연소 과정을 방지합니다. 또한, 팽창 지연제는 보호용 숯층 뒤쪽에서 팽창을 일으켜 더 나은 단열성을 제공합니다. 이러한 제품은 플라스틱 첨가제로 사용되거나 목재나 강철 구조물을 보호하는 코팅제로 사용될 수 있습니다.
목적
소방 장비
A급 폼은 2.5갤런 APW 및 CAFS 소화기에서 방화제로 사용되어 방화선을 형성하여 초기 덤불과 초원 화재를 진압합니다. 다른 화학적 지연제는 A급과 B급 연료를 불연성으로 만들고 A급, B급 및 일부 D급 화재를 진압합니다. 항공기에서 투하되는 방화 슬러리는 일반적으로 산불이 발생하기 전에 투하되어 점화를 방지하고, 소화제는 노출된 화염을 끄는 데 사용됩니다.
표면 코팅
물체에 방염제를 코팅했을 수도 있습니다. 예를 들어, 크리스마스 트리에 지연제를 뿌리면 나무가 마르면 극도로 가연성이 높아져 화재 위험이 됩니다. 강철 구조물은 화재로 인해 구조물이 취약해지는 것을 방지하기 위해 기둥과 수직 보 주변에 방염 페인트를 칠합니다. 미국에서는 기숙사 규정에 따라 이러한 제품의 사용이 요구됩니다. 많은 기숙사와 오래된 학교 건물은 팽창성 코팅을 사용하는데, 특히 소방 스프링클러 시스템이 없는 역사적 건물에서는 그렇습니다.
산불 진화
초기의 방염제는 물과 증점제를 섞은 것이었고, 나중에는 붕산염과 인산암모늄을 첨가했습니다. 일반적으로 화재 지연제는 화재 확산을 늦추고 지상군이 불길을 끌 시간을 벌기 위해 항공기에서 투하하거나 지상팀이 산불 가장자리에 분사합니다.
항공 소방: 항공 소방은 고정익 항공기 및 헬리콥터를 포함한 항공기를 이용하여 산불을 진압하는 방법입니다.
항공 소방대는 연기 점프대와 래펠대라고 불리며, 물, 방수제 또는 특별히 제조된 방염제와 같은 화학 물질을 사용하여 낙하산이나 래펠을 통해 다양한 항공기에서 투하됩니다.
텍스트 자료의 적용
산불에 사용하는 방염제는 일반적으로 물과 화학물질을 섞은 것으로, 해당 지역을 적시고 식물로의 화재 확산을 화학적으로 지연시키도록 고안되었습니다. 이러한 제품은 종종 적용 영역의 공중 시각화를 용이하게 하기 위해 착색됩니다. 미국 연방 정부 소유지에서 사용할 경우 산불을 예방하는 무독성 및 생분해성 방염제를 기반으로 한 제품은 미국 산림청의 적격 제품 목록에 포함되어야 합니다.
환경 및 건강 위험
산림 방염제는 무독성으로 간주되지만, 독성이 낮은 화합물이라도 대량으로 노출될 경우 위험을 초래할 수 있습니다. 많은 방염제는 연소 시 다이옥신과 푸란을 방출하는데, 이러한 화학물질은 물고기와 야생 동물에 독성이 있습니다. 미국 산림청은 미국의 야생지 시스템에 대한 방염제의 효과를 모니터링하고 연구하는 기관입니다.
이러한 화학 물질에 장기간 노출되면 암이나 피부 질환이 발생할 수 있으며, 환경 오염 가능성도 안전 문제가 됩니다.
항공 소방이 보편화됨에 따라 이러한 독성 화학 물질은 토양과 수계 시스템을 오염시킬 가능성이 있으며, 이는 다시 인체에 유입되어 호흡기 질환이나 기타 건강 위험과 같은 장기적인 건강 문제가 발생할 가능성을 높입니다. 이러한 문제로 인해 사람들은 기술이 발전함에 따라 환경과 인간의 건강의 안전을 보장하는 방법에 대해 생각하게 되었습니다.
