آیا رزین فنولیک هنگام سوختن در آتش بازی، دود مضر تولید می‌کند؟

رزین فنلی در هنگام سوختن تحت تجزیه حرارتی قرار می گیرد و تولید می کندمونوکسید کربن، دی اکسید کربن، بخار آب، محصولات فنلی (فنل، کرزول، زایلنول) و فرمالدئید، با مشخصات انتشار واقعی بسته به شرایط احتراق^[1][2][3]. در شرایط غنی از اکسیژن، مقدار محصولات فنلی به طور قابل توجهی کاهش می یابد. در شرایط کمبود اکسیژن، محصولات فنلی و مونوکسید کربن به نگرانی مسمومیت تبدیل می شوند.^[2][3]. داده‌های ایستگاه تحقیقات آتش‌نشانی بریتانیا که توسط همتایان مورد بررسی قرار گرفته است، نشان می‌دهدمحصولات فنلی، نه فرمالدئید، اصلی ترین خطر سمی هستندگازهای تجزیه فنل فرمالدئید، با خطر سمی فرمالدئید در مقایسه با مونوکسید کربن و فنل ها^[3]. تحقیقات همچنین نشان می دهد که ترکیبات پیروتکنیک متصل به رزین فنلی نمی توانند به طور کامل بسوزند و در آلودگی ذرات نقش دارند.^[4]. این ادعا که انتشارات "ناچیز" هستند توسط ادبیات موجود پشتیبانی نمی شود.

1. رزین فنولیک چیست؟

رزین فنل فرمالدئید (PF) یک پلیمر گرما سخت است که از واکنش فنل با فرمالدئید تولید می شود.^[5]. در آتش بازی، به عنوان یک ماده چسبنده و سوخت عمل می کند، اکسید کننده و ذرات سوخت را در کنار هم نگه می دارد و در واکنش به احتراق نقش دارد.^[6][7]. رهنمودهای نظارتی بایندر رزین فنولی را درپوش می‌بنددکمتر از 10 درصد وزنیترکیب آتش‌بازی تحت چارچوب مواد شیمیایی آتش‌بازی مورد تایید PHMSA^[8]. اختصاص داده شدهرزین فنولیک برای آتش بازیدرجه برای اندازه ذرات، مشخصات پخت و سازگاری با ترکیبات پیروتکنیک مشخص شده است^[9].

2. وقتی رزین فنولیک تجزیه می شود چه اتفاقی می افتد؟

رزین فنولیک یک پلیمر زغال‌ساز است. تجزیه حرارتی شامل:

• شکست زنجیره اصلی:پل های متیلن بین حلقه های معطر شکسته می شوند و گازها آزاد می شوند^[1]
• تشکیل کاراکتر:ساختارهای معطر به بقایای غنی از کربن متراکم می شوند^[1][2]
• انتشار محصول فنلی:فنل، o- و p-cresols، 2:4- و 2:6-xylenols، و 2:4:6-تری متیل فنل اجزای اصلی فنلی هستند که در طی تجزیه حرارتی آزاد می شوند، با حداکثر بازده در حدود 460 درجه سانتیگراد در نیتروژن. وجود هوا تا حد زیادی مقدار محصولات فنلی را کاهش می دهد^[2]
• انتشار فرمالدئید:تنها در محدوده 400 تا 500 درجه سانتیگراد، با حداکثر بازده از 0.85 میلی گرم در گرم در نیتروژن به 1.63 میلی گرم در گرم در هوا افزایش می یابد.^[3]
• انتشار مونوکسید کربن:حداکثر بازده 76.0 میلی گرم در گرم در 550 درجه سانتیگراد در نیتروژن، افزایش به 240 میلی گرم در گرم در 450 درجه سانتیگراد در هوا^[3]

3. آنچه که ادبیات در واقع نشان می دهد

مهم:این یافته ها انجام می دهندنهبه این معنی که تماشاچی در فاصله ایمن با خطر سلامتی قابل توجهی مواجه است. منظور آنها این است که ادعای "انتشار گازهای گلخانه ای ناچیز است" استتوسط ادبیات پشتیبانی نمی شود. قرار گرفتن در معرض واقعی به فاصله، مدت زمان، فرمولاسیون و راندمان احتراق بستگی دارد. نگرانی سمی اولیه در گازهای تجزیه فنل فرمالدئید استمحصولات فنلی و مونوکسید کربن، نه فرمالدئید ^[2][3].

4. عوامل موثر بر انتشار

5. آنچه این مقاله ادعا نمی کند

• هیچ ادعایی مبنی بر اینکه انتشار رزین فنلی "ناچیز" یا "ایمن" است، وجود ندارد.ادبیات موجود احتراق ناقص، انتشار CO، و انتشار محصول فنلی تحت شرایط خاص را مستند می کند^[2][3][4].
• هیچ ادعایی وجود ندارد که فرمالدئید خطر سمی اولیه است.اطلاعات ایستگاه تحقیقات آتش نشانی نشان می دهد که محصولات فنلی و مونوکسید کربن بر بار سمی غالب هستند. خطر سمی فرمالدئید نسبتاً کوچک است^[3].
• هیچ ادعایی وجود ندارد که فرمالدئید فقط از مونومر باقیمانده می آید.همچنین یک محصول تجزیه حرارتی در پنجره 400 تا 500 درجه سانتیگراد است^[3].
• هیچ ادعایی مبنی بر اینکه همه گریدهای رزین فنولی یکسان عمل می کنند وجود ندارد.انتشار به فرمولاسیون، پخت و شرایط احتراق بستگی دارد.
• هیچ داده خاص مورد مشتری یا ادعای "بدون شکایت".

6. ملاحظات ایمنی و نظارتی

ابتدا مرز:رزین فنولیک، همانطور که فروخته می شود، یک ماده منفجره نیست. ترکیب آتش سوزی که بخشی از آن می شود، یک ماده منفجره تنظیم شده است. چارچوب های مربوطه شامل NFPA 1124،کد ساخت، حمل و نقل و نگهداری وسایل آتش بازی و آتش بازی(با توجه به اینکه مقررات خرده‌فروشی و ذخیره‌سازی آتش‌بازی‌های مصرف‌کننده از سال‌های 2013 تا 2014 تا حدی برداشته شده و به NFPA 1 Fire Code منتقل شده است)^[12]; ATF 27 CFR قسمت 555، تجارت در مواد منفجره، از جمله الزامات ذخیره سازی Subpart K^[13]; طبقه‌بندی PHMSA/DOT تحت UN 0335 (بخش 1.3G)، UN 0336 (بخش 1.4G)، UN 0337 (بخش 1.4S) و UN 0431 (مقالات آتش‌نشانی برای مقاصد حرفه‌ای)، با رزین فنولیک (نام تجاری با عنوان «رزینوکس فهرست شده در لیست «رزینوکس» است. تا سقف کسری وزنی کمتر از 10 درصد^{[8] [14]}; CPSC 16 CFR 1507.2، مواد شیمیایی ممنوعه، برای دستگاه های آتش بازی مصرف کننده^[14]; و استاندارد APA 87-1، با ارجاع به 49 CFR برای طبقه بندی آتش بازی گنجانده شده است.^[14].

7. پارامترهای کیفیت برای درخواست قبل از ارزیابی

8. نتیجه گیری

همانطور که بخش‌های قبل نشان می‌دهد، رزین فنولیک محصولات تجزیه قابل شناسایی را هنگام سوزاندن در آتش بازی تولید می‌کند، و این ادعا که انتشار گازهای گلخانه‌ای ناچیز است توسط ادبیات پشتیبانی نمی‌شود. مجموعه محصول مستند شامل مونوکسید کربن، دی اکسید کربن، بخار آب، محصولات فنلی (فنل، کرزول، زایلنول، تری متیل فنل) و فرمالدئید است.^[2][3]. داده های ایستگاه تحقیقات آتش نشانی مرزهای کلیدی را مشخص می کند: فرمالدئید تنها در پنجره 400 تا 500 درجه سانتیگراد شناسایی می شود، با حداکثر بازده از 0.85 میلی گرم در گرم در نیتروژن به 1.63 میلی گرم در گرم در هوا. بازده مونوکسید کربن در نیتروژن در دمای 550 درجه سانتیگراد به 0/76 میلی گرم در گرم و در دمای 450 درجه سانتیگراد به 240 میلی گرم در گرم در هوا می رسد. و ارزیابی سمی نتیجه می گیرد کهمحصولات فنلی و مونوکسید کربن، نه فرمالدئید، بر بار سمی غالب هستند ^[3]. در دسترس بودن اکسیژن کنترل غالب است: هوا تا حد زیادی مقدار محصول فنلی را کاهش می دهد، در حالی که شرایط غنی از سوخت باعث افزایش CO و PM می شود.^[2][3]. تحقیقات پیروتکنیک بررسی شده تایید می کند که ترکیبات متصل به رزین فنلی نمی توانند به طور کامل بسوزند، و شیمی بایندر جایگزین نشان داده شده است که PM را تا 52.8٪ نسبت به فنلی کاهش می دهد.^[4]. دستورالعمل نظارتی، بایندر PF را در کمتر از 10 درصد وزنی تحت چارچوب PHMSA می‌بندد.^[8]. هر مقدار در این مقاله یک نتیجه منتشر شده یا ضمیمه شده با نظارت است. عملکرد انتشار باید در فرمول کامل ارزیابی شود، نه اینکه تنها به چسبنده نسبت داده شود.

9. مرحله بعد

اگر در حال ارزیابی هستیدرزین فنولیک برای آتش بازی برای یک برنامه حساس به انتشار، برای ما ارسال کنید:

• نوع کاربرد و فرمولاسیون
• سیستم اکسید کننده و نسبت
• ویژگی های احتراق هدف
• الزامات نظارتی یا انتشار
• چارچوب نظارتی قابل اجرا (NFPA، ATF، PHMSA، CPSC یا موارد دیگر)
• اسناد مورد نیاز (TDS، COA، داده های برنامه)

ما داده های دارایی مخصوص درجه را ارائه خواهیم داد.توجه:عملکرد انتشار گازهای گلخانه ای باید در فرمول کامل شما ارزیابی شود، نه اینکه تنها به بایندر نسبت داده شود.

درخواست رزین فنولیک TDS و داده های کاربردی →

مراجع

1. ناپ، ا. پیلاتس، لس آنجلسرزین های فنولیک: شیمی، کاربردها و عملکرد. Springer, Berlin, 1985. ISBN 3-540-15039-0 (تجدید چاپ 2013).
2. Woolley، WD; Wadley، AI "محصولات تجزیه حرارتی ورقه های فنل-فرمالدئید. بخش 1: تولید فنل و مواد مرتبط."یادداشت های تحقیق آتش نشانی 851، ایستگاه تحقیقات آتش نشانی، انگلستان، 1970.[اسناد محصولات فنلی مورد مطالعه توسط کروماتوگرافی گازی و طیف سنجی جرمی در دمای 300 تا 550 درجه سانتیگراد در نیتروژن و هوا. اجزای اصلی فنل، o- و p-cresols، 2:4- و 2:6-xylenols، 2:4:6-تری متیل فنل. حداکثر بازده در 460 درجه سانتیگراد در نیتروژن. هوا تا حد زیادی مقدار محصول فنلی را کاهش می دهد.]
3. Woolley، WD; Wadley، AI "محصولات تجزیه حرارتی ورقه های فنل- فرمالدئید. بخش 2: تولید فرمالدئید، مونوکسید کربن و دی اکسید کربن."یادداشت های تحقیق آتش نشانی 852، ایستگاه تحقیقات آتش نشانی، انگلستان، 1970.[اسناد فرمالدئید فقط بین 400 تا 500 درجه سانتیگراد شناسایی شده است. حداکثر بازده 0.85 میلی گرم در گرم در نیتروژن که به 1.63 میلی گرم در گرم در هوا افزایش می یابد. حداکثر بازده مونوکسید کربن 76.0 میلی گرم در گرم در دمای 550 درجه سانتیگراد در نیتروژن تا 240 میلی گرم در گرم در 450 درجه سانتیگراد در هوا افزایش می یابد. ارزیابی سمی نتیجه می گیرد که خطر سمی فرمالدئید در مقایسه با مونوکسید کربن و محصولات فنلی کوچک است و به نظر می رسد که فنل ها خطر سمی اصلی هستند.]
4. یو، ی. یانگ، ز. وانگ، اف. لیو، سی. دنگ، L. "یک چسب پلی استری جدید سازگار با محیط زیست برای کاهش آلودگی ذرات معلق تولید شده توسط احتراق مواد آتش‌زا."مجله تولید پاکتر، 2020.[اسناد نشان می دهد که مواد آتش زا با رزین فنولیک به عنوان چسب نمی توانند به طور کامل سوزانده شوند و منجر به آلودگی ذرات معلق می شود. بایندر پلی استر مبتنی بر زیستی، PM را 52.8٪ در مقایسه با فنلی کاهش داد.]
5. راتنا، دی.راهنمای رزین های ترموست. . . . iSmithers Wing Publishing، Shawbury، 2009.
6. کانکلینگ، جی. موسلا، سی.شیمی پیروتکنیک: اصول و نظریه پایه، ویرایش سوم CRC Press، بوکا راتون، 2019.
7. وزارت حمل و نقل ایالات متحده / PHMSA.لیست مواد شیمیایی آتش بازی تایید شده. واشنگتن دی سی[بایندر رزینوکس (همچنین رزین فنولیک یا رزین فنل فرمالدئید در نظر گرفته می شود) کمتر از 10 درصد وزنی ترکیب را تشکیل می دهد. نام های تجاری به تنهایی برای براده های ترکیب کافی نیستند.]
8. اورک شیمیایی.رزین فنولیک برای آتش بازی: بررسی اجمالی محصول.[پس زمینه تامین کننده؛ عملکرد بایندر و موقعیت یابی درجه حرارتی را تأیید می کند.]
9. هوبی، ک. و همکاران "سمیت گیاهی ذرات معلق ناشی از سوزاندن کنترل شده انواع مختلف آتش بازی." نشریه بررسی شده، 2022 (به نقل از 11+).[اسناد انتشار سمی از ذرات معلق آتش بازی و اثرات سرطان زا بالقوه. مسیر قرار گرفتن در معرض مرتبط با سلامت شناخته شده است.]
10. ادبیات فنی محیط زیست محیطی محلی (چین، نمایه شده با CNKI).تجزیه و تحلیل گاز خروجی از آزمایش عملکرد آتش سوزی مصالح ساختمانی [فنل‌ها، فرمالدئید و کل هیدروکربن‌های غیر متان را در تجزیه حرارتی خارج از گاز مواد ساختمانی رزین فنلی مستند می‌کند.]
11. انجمن ملی حفاظت از آتشNFPA 1124: کدی برای ساخت، حمل و نقل و ذخیره سازی مواد آتش بازی و آتش بازی. کوئینسی، MA: NFPA.[توجه: مقررات خرده‌فروشی و ذخیره‌سازی آتش‌بازی‌های مصرف‌کننده تا حدودی از سال‌های 2013 تا 2014 برداشته شده و به NFPA 1 Fire Code منتقل شده است. قابل اجرا بودن نسخه فعلی را تایید کنید.]
12. اداره الکل، تنباکو، سلاح گرم و مواد منفجره ایالات متحده (ATF).27 CFR قسمت 555: تجارت در مواد منفجره، از جمله الزامات ذخیره سازی Subpart K (بخش 555.218 جدول فاصله ها؛ بخش 555.221 نمایش آتش بازی). واشنگتن دی سی
13. وزارت حمل و نقل ایالات متحده / PHMSA.آتش بازی: تاییدیه مواد منفجره(UN 0335 Division 1.3G؛ UN 0336 Division 1.4G؛ UN 0337 Division 1.4S؛ UN 0431 Articles Pyrotechnic for Professional Purposes, per 49 CFR 172.101؛ APA استاندارد 87-1 با مرجع گنجانده شده است). واشنگتن دی سی[همچنین فهرست مواد شیمیایی ممنوعه CPSC 16 CFR 1507.2 برای دستگاه های آتش بازی مصرف کننده را پوشش می دهد.]