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聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-12-5 10:47:40 |
不同的聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑具有不同的阻燃作用，聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑機(jī)理比較復(fù)雜，至今還在不斷研究之中。
下面介紹聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑作用機(jī)理。
聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑作用機(jī)理（1）隔離保護(hù)膜機(jī)理在高溫下，有的阻燃劑可以在塑料的表面形成一層隔離膜，隔絕了空氣，從而起到阻止傳遞熱量，降低可燃性氣體釋放量和隔絕氧的作用，從而達(dá)到阻燃目的。這類(lèi)阻燃劑可分為兩種情況：
① 阻燃劑在燃燒溫度下分解成為不揮發(fā)、不氧化的玻璃狀薄膜，覆蓋在材料的表面上，可隔離空氣（或氧氣），且能使熱量反射出去或降低熱導(dǎo)率，從而起到了阻燃的效果。如硼酸、水合硼酸鹽即屬于此類(lèi)。
② 阻燃劑在燃燒溫度下可使材料表面脫水炭化，形成一層多孔性隔熱焦炭層，從而阻止熱的傳導(dǎo)而起阻燃作用，稱(chēng)為凝聚相阻燃機(jī)理。如紅磷處理纖維素，銨鹽阻燃劑等。多孔性炭層經(jīng)過(guò)以下步驟形成的：首先在較低溫度下由炭源釋放出能酯化的多元醇和可作為脫水劑的無(wú)機(jī)酸；再在稍高于釋放酸的溫度下發(fā)生酯化反應(yīng)，而胺可作為催化劑；然后體系在酯化前或酯化過(guò)程中熔融，且反應(yīng)產(chǎn)生的水蒸氣和由氣源產(chǎn)生的不燃?xì)怏w使熔融體系進(jìn)一步膨脹發(fā)泡；最后在反應(yīng)接近完成時(shí)，體系膠化和固化形成多孔泡沫炭層。
聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑作用機(jī)理（2）不燃性氣體機(jī)理阻燃劑能在中等溫度下立即分解出不燃性氣體，稀釋可燃性氣體，阻止燃燒發(fā)生。如含鹵阻燃劑即為此類(lèi)代表，有機(jī)鹵素化合物受熱后釋放出HX不燃性氣體。
聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑作用機(jī)理（3）冷卻機(jī)理阻燃劑在高溫時(shí)劇烈分解吸收大量熱能，降低了環(huán)境溫度，從而阻止燃燒繼續(xù)進(jìn)行。如氫氧化鋁與氫氧化鎂，當(dāng)其受熱分解時(shí)釋放出結(jié)晶水，吸收大量的熱量，水蒸氣降低了可燃性氣體的濃度, 并使材料與空氣隔絕；同時(shí)生成的耐熱金屬氧化物Al2O3和MgO還會(huì)催化聚合物的熱氧交聯(lián)反應(yīng)，在聚合物表面形成一層炭化膜，減弱材料燃燒時(shí)的傳熱、傳質(zhì)效應(yīng)，從而不僅起到阻止燃燒的作用，還起到了消煙的作用。Al（OH）3分解溫度范圍為235~350℃，吸熱量為968 J/g。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)原材料：
磷酸三(2-氯丙基)酯原材料以三氯氧磷和環(huán)氧氯丙烷為原料，在AlCl3的催化作用下得到磷酸三(2，3-二氯丙基)酯混合液。
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)主要用于軟硬聚氨酯泡沫,環(huán)氯樹(shù)酯,聚本乙烯,醋酸纖維素,乙基纖維素樹(shù)脂和酚醛塑料,及槍式泡沫填縫劑的生產(chǎn).特別推薦用剛性聚氨酯泡沫中具有優(yōu)良的熱導(dǎo)及水解穩(wěn)定性,特別適用于ASTM84(II),用于化合物聚氨酯泡沫和不飽和樹(shù)酯及酚醛塑料在低溫時(shí)具有低粘性.通常還與三氧二銻配合使用,以提高阻燃效率.
磷酸三(2-氯丙基)酯(阻燃劑TCPP)是用于條狀﹑快狀泡沫生產(chǎn)中的火焰阻燃劑.它是一種成本低廉的火焰阻燃劑,且具有良好的穩(wěn)定性.用于阻燃聚氨酯泡沫塑料，不飽和聚酯，液態(tài)酚醛樹(shù)脂，粘合劑等重要的阻燃性增塑劑。也可用在礦用運(yùn)輸帶（特別是煤礦）、導(dǎo)風(fēng)筒、電線電纜、蓬布、壁紙、人造革、卷布滾等。在氰酸醚或聚醚與催化劑的混合物中的儲(chǔ)存穩(wěn)定性甚佳。
由于其分解溫度較低，因此，作為阻燃劑通常只適用于加工溫度較低的塑料。與Al（OH）3相比，Mg（OH）2具有更好的熱穩(wěn)定性，更強(qiáng)的促進(jìn)基材成炭和提高氧指數(shù)的能力；分解溫度高達(dá)340~490℃，能滿足許多塑料樹(shù)脂的混煉和加工成型，并可使添加Mg（OH）2的高分子材料能承受更高的加工溫度, 利于加快擠塑速率, 縮短模塑時(shí)間；同時(shí)在制備過(guò)程中無(wú)有害物質(zhì)排放，因此，可在許多場(chǎng)合替代Al（OH）3 。
聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑作用機(jī)理（4）終止連鎖反應(yīng)機(jī)理 阻燃劑的分解產(chǎn)物易與活性自由基反應(yīng)，降低某些自由基的濃度，使燃燒中起關(guān)鍵作用的連鎖反應(yīng)不能順利進(jìn)行。如含鹵阻燃劑在燃燒溫度下分解產(chǎn)生的不燃性氣體HX，能與燃燒過(guò)程中的活性自由基HO?反應(yīng)，將燃燒的自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)切斷，達(dá)到阻燃的目的。如紅磷阻燃就是用該機(jī)理進(jìn)行阻燃。紅磷受熱分解后形成具有極強(qiáng)脫水性的偏磷酸，從而使燃燒的聚合物表面炭化；炭化層既可以阻止可燃?xì)怏w的放出，又具有吸熱作用。另外，紅磷與氧形成PO?自由基進(jìn)入氣相后，可捕捉大量 H?和 HO?自由基，從而起到阻止燃燒作用。
西歐即將在建材等行業(yè)實(shí)行新的阻燃分類(lèi)方法和測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，中國(guó)也已報(bào)批建筑材料及制品燃燒性能等級(jí)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此標(biāo)準(zhǔn)與上述的西歐新標(biāo)準(zhǔn)具有共同的特點(diǎn)，即在評(píng)價(jià)材料阻燃性能上，強(qiáng)調(diào)了釋熱速率、火災(zāi)發(fā)展速率、生煙性及燃燒產(chǎn)物的腐蝕性和毒性等，為了通過(guò)這類(lèi)新標(biāo)準(zhǔn)，傳統(tǒng)的鹵系阻燃材料將顯得無(wú)能為力，人們將轉(zhuǎn)向使用成炭阻燃塑料(特別是膨脹型阻燃塑料)和熱固性阻燃塑料，這也是符合RoHS指令對(duì)有害物質(zhì)的限制和禁止使用要求的。
新的阻燃體系，燃燒時(shí)發(fā)煙量小，不產(chǎn)生有毒、腐蝕性氣體。無(wú)鹵阻燃添加劑主要以磷系化合物和金屬氫氧化物為主。這兩類(lèi)化合物，燃燒時(shí)不揮發(fā)、不產(chǎn)生腐蝕性氣體，被稱(chēng)為無(wú)公害阻燃劑，另外還有硅系阻燃劑及氮系阻燃劑等幾類(lèi)新型的聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑。這些新型的聚苯乙烯（PS）無(wú)鹵阻燃劑成為了符合國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展趨勢(shì)的新產(chǎn)品。
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