高分子材料是由許多的小分子以共價鍵(covalent bond)結合而成,在適當的加工後,能用最低的原料成本,製出具有最優異物理性質與機械性質的高分子產品,像是輪胎、混紡衣物、精密的電子材料等,都與高分子材料密不可分。

但是大部分的高分子材料卻有易燃的特性,一旦發生猛烈的火災,人民的生命與財產都會遭受到嚴重損害;所以當建築物必須大量使用高分子材料(如室內裝潢、窗簾、廚櫃、地磚、天花板、塗料等)時,需通過內政部營建署難燃檢測規範才可使用。內政部消防署公布2020年1月火災概況,其中建築物火災就發生了677次,造成新台幣3,517萬元的財產損失,在火災類別排名第一位。

造成嚴重死傷的火災,大多是因為火災現場的火勢猛烈、濃煙密布,其一原因很可能是火災現場有許多易燃物品,其中也包括了高分子材料;舉例來說,2011年3月6日位於臺中市西區阿拉夜店的一場火災事故造成9死13傷。肇事原因為表演者在舞台上表演煙火秀,卻不慎引燃鋪設在天花板上的隔音聚氨酯(Polyurethane,PU)泡綿,不到一分鐘,火勢迅速延燒,PU泡棉燃燒時向下滴落,變成不可挽回的大火。而要避免損失慘重的火災,除了重視用火安全、不堆置易燃物品,建築物使用的高分子材料產品若能具備阻燃性,將可有效減低火災的強度。

當物體燃燒時,會由熱源先加熱物質表面,溫度升高後物質會分解釋出可燃性氣體,這些氣體和空氣中的氧氣結合達到燃點、著火,熱能又會回到物質表面繼續使物質釋出可燃性氣體,持續燃燒。阻燃劑的目的,就是阻斷這個循環,只要物質不是直接接觸到火源就可以自然熄滅、抑制或抵禦火災的蔓延,來增加逃生時間。添加適當的阻燃劑能改善高分子材料的易燃現象,讓高分子材料有效降低火場中的濃煙、毒氣與高溫,避免火勢擴大,降低傷亡與損失。

在高分子材料中依照需求,添加不同種類、用量與配方的阻燃劑,成了用於建材的必要條件。在台灣,要使用於外牆的建材已有明確規定,包括柱、樑、樓板、牆壁都需具有防火時效性能;室內裝修的天花板和牆面材料必須符合耐燃的規定,高樓層建築外牆使用的建材要具備0.5~1小時的防火時效,等等。若不幸發生火災,可以有效增加逃生時間,避免造成嚴重的人員死傷與財物損失。

隨著環保意識提升,無鹵無磷的阻燃劑是未來研究開發的趨勢,例如:使用含有結晶水的氫氧化鋁和氫氧化鎂、含氮阻燃劑、膨脹型阻燃劑與有機矽阻燃劑。且為了不影響高分子材料的特性,阻燃劑的添加量需適量不宜過多,同時添加兩種以上的阻燃劑通常可以讓阻燃效果有加乘效果,所以開發功能性的複合阻燃配方,有效將阻燃劑分散於高分子材料中,也是值得相關研究人員努力的方向。

最後,大家必須了解,雖然添加適量阻燃劑能有效增加逃生時間,但如果火勢強烈,目前的阻燃劑仍無法完全阻隔火勢的蔓延,所以如果火勢不及時控制的話,最後還是會造成生命與財物的重大損失。

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