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阻燃劑的成分構成及阻燃機理

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阻燃劑的成分構成及阻燃機理

發布日期:2015-12-10 00:00 來源:http://www.lsqfybjy.com 點擊:

阻燃劑的種類有很多,按成分大體可以分成有機阻燃劑和無機阻燃劑兩類。其中有機阻燃劑包括鹵系阻燃劑、磷-氮型阻燃劑、有機磷系阻燃劑、有機矽系阻燃劑等。我們就阻燃劑的阻燃機理選取幾類進行介紹。


鹵系阻燃劑是有機阻燃劑中一個重要成員,它的主要成分是鹵素有機物。在高溫條件下高分子降解産生的自由基是維持有機物燃燒的因素,而鹵系阻燃劑在受熱分解時産生的鹵化氫(HX)氣體可以捕捉自由基,從而達到阻止火焰擴散的目的。此外,鹵化氫本身不能燃燒而且密度比空氣大,在高分子材料表面形成一層氣體屏障,阻隔高分子材料與氧氣的接觸。


磷-氮型阻燃劑以磷、氮為主要元素。這類阻燃劑又稱為膨脹型阻燃劑,原因是這類阻燃劑在受熱時,表面能夠生産一層均勻的碳質泡沫層,起到隔離熱、氧的作用。膨脹型阻燃體系一般由酸源(脫水劑),碳源(成炭劑)和氣源(氮源、發泡源)三個部分組成。受熱後,由酸源放出能酯化多元醇和可作為脫水劑的無機酸; 溫度進一步升高,無機酸與多元醇(碳源)發生反應生成酯類,并且處于粘稠的熔融狀态。反應過程中産生的水蒸氣和由氣源産生的不燃性氣體使已處于熔融狀态的體系膨脹發泡,與此同時,多元醇和酯脫水炭化,形成無機物及炭殘留物,随着溫度升高和反應的進行,體系膠化和固化,最後形成多孔的碳質泡沫層。


無機阻燃劑主要有可膨脹石墨、氫氧化物、紅磷或聚磷酸鹽等,一般情況下是幾種不同無機物混合使用。在高溫下,膨脹石墨迅速膨脹,該高聚物表面形成堅韌的碳層,可以将可燃物與熱源隔開;氫氧化物受熱吸收大量熱量而放出水蒸氣,稀釋可燃氣體,同時生成耐火金屬氧化物;紅磷或聚磷酸鹽燃燒生成聚偏磷酸玻璃體,可以覆蓋在燃燒體表面形成保護膜,同時形成的磷酸有很強的脫水性,可以将聚合物碳化形成碳隔離層。


綜上可以發現,阻燃劑的作用可以歸納為(1)吸收燃燒所放出的熱量,(2)釋放不能燃燒氣體,稀釋、隔離可燃和助燃氣體,(3)生産與有機物自由基其反應的成分,(4)形成固體隔離層。


阻燃劑


國内阻燃劑的品種和消費量還是以有機阻燃劑為主,無機阻燃劑生産和消費量還較少,但發展勢頭較好,市場潛力較大。阻燃劑中最常用的鹵系阻燃劑雖然具有其他阻燃劑系列無可比拟的高效性,但是它對環境和人的危害是不可忽視的。環保問題是助劑開發和應用商關注的焦點,所以國内外一直在調整阻燃劑的産品結構,加大高效環保型阻燃劑的開發。無鹵、低煙、低毒阻燃劑一直是人們追求的目标,故人們對阻燃劑無鹵化開發表現出很高熱情,投入了很大的力量,并取得了可觀的成果。


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