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聚氯乙烯阻燃劑
| 來(lái)源：邵君( 先生，國(guó)內(nèi)國(guó)際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-10-26 12:05:26 |
聚氯乙烯，英文簡(jiǎn)稱PVC（Polyvinyl chloride)，是氯乙烯單體（vinyl chloride monomer, 簡(jiǎn)稱VCM）在過(guò)氧化物、偶氮化合物等引發(fā)劑；或在光、熱作用下按自由基聚合反應(yīng)機(jī)理聚合而成的聚合物。氯乙烯均聚物和氯乙烯共聚物統(tǒng)稱之為氯乙烯樹(shù)脂。
PVC為無(wú)定形結(jié)構(gòu)的白色粉末，支化度較小，相對(duì)密度1.4左右，玻璃化溫度77~90℃，170℃左右開(kāi)始分解，對(duì)光和熱的穩(wěn)定性差，在100℃以上或經(jīng)長(zhǎng)時(shí)間陽(yáng)光曝曬，就會(huì)分解而產(chǎn)生氯化氫，并進(jìn)一步自動(dòng)催化分解，引起變色，物理機(jī)械性能也迅速下降，在實(shí)際應(yīng)用中必須加入穩(wěn)定劑以提高對(duì)熱和光的穩(wěn)定性。
聚氯乙烯(PVC)具有很好的阻燃性能，但加工中添加大量增塑劑會(huì)使其阻燃性能大幅下降，為此必須進(jìn)行阻燃處理。
PVC含有大量氯原子，燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量煙霧、毒性及腐蝕性氣體，抑煙抑毒是一個(gè)突出的問(wèn)題。主要辦法是添加聚氯乙烯阻燃劑。此法因具有工藝簡(jiǎn)單、可選聚氯乙烯阻燃劑種類多、成本較低等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。聚氯乙烯阻燃劑和抑煙劑復(fù)合使用具有協(xié)同作用，可同時(shí)提高阻燃性和抑煙性。因此，目前這方面的研究最多。
工業(yè)生產(chǎn)的PVC分子量一般在5萬(wàn)～11萬(wàn)范圍內(nèi)，具有較大的多分散性，分子量隨聚合溫度的降低而增加；無(wú)固定熔點(diǎn)，80～85℃開(kāi)始軟化，130℃變?yōu)檎硰棏B(tài)，160～180℃開(kāi)始轉(zhuǎn)變?yōu)檎沉鲬B(tài)；有較好的機(jī)械性能，抗張強(qiáng)度60MPa左右，沖擊強(qiáng)度5～10kJ/m2；有優(yōu)異的介電性能。
PVC曾是世界上產(chǎn)量最大的通用塑料，應(yīng)用非常廣泛。在建筑材料、工業(yè)制品、日用品、地板革、地板磚、人造革、管材、電線電纜、包裝膜、瓶、發(fā)泡材料、密封材料、纖維等方面均有廣泛應(yīng)用。
聚氯乙烯是一種使用一個(gè)氯原子取代聚乙烯中的一個(gè)氫原子的高分子材料，是含有少量結(jié)晶結(jié)構(gòu)的無(wú)定形聚合物。這種材料的結(jié)構(gòu)如下：[ ―CH2 ―CHCl― ]n。PVC是VCM單體多數(shù)以頭-尾結(jié)構(gòu)相聯(lián)的線形聚合物。碳原子為鋸齒形排列，所有原子均以σ鍵相連。所有碳原子均為sp3雜化。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)
外觀：純凈的磷酸三(2-氯乙基)酯為無(wú)色或淡黃色油狀透明液體，具有淡奶油味。
折光率（n20D）1.4731
沸點(diǎn)194℃，閃點(diǎn)225℃
凝固點(diǎn)-64℃
分解溫度240-280℃
粘度38-47厘泊（20℃）
磷含量10.8%
氯含量37.3%,與一般有機(jī)溶劑（如醇、酮、芳烴、氯仿等）相溶，不溶于脂肪族烴，幾乎不溶于水、且水解穩(wěn)定性良好，在堿性溶液中有少量分解，本品無(wú)明顯腐蝕性。
磷酸三(2-氯乙基)酯(阻燃劑TCEP)用途：
1.磷酸三(2-氯乙基)酯具有極佳的阻燃性，優(yōu)良的抗低溫性及抗紫外線性，其蒸氣只能在225℃以上用明火直接點(diǎn)燃方可燃燒，但移走火源則即刻自熄。以 本品為阻燃劑不但可提高被阻燃材料的材料級(jí)別，而且可改善阻燃材料的耐水性、耐酸性、耐寒性及抗靜電性。常用于阻燃以硝基纖維和醋酸纖維為基材的油漆涂 料，不飽和聚酯、聚氨酯、丙烯酸酯、酚醛樹(shù)脂等，也可用于軟質(zhì)聚氯乙烯的增塑阻燃劑。本品用于不飽和聚酯添加量為10%～20%，在聚氨酯硬泡沫塑料(以 阻燃聚醚為原料)中可為10%左右，在軟質(zhì)聚氯乙烯中用作輔助增塑阻燃劑時(shí)為5%～10%。阻燃劑、鈾、釷、钚、锝等稀有金屬的分離溶劑或萃取劑。
2.本品廣泛用于化纖織物、醋酸纖維素作阻燃劑，除具有自熄性外，還可改善耐水性、耐寒性及抗靜電性。一般用量5～10份。本品為合成材料的優(yōu)良阻燃劑， 兼具有良好的增型作用，廣泛用于醋酸纖維素、硝基纖維清漆、乙基纖維素、聚氯乙烯、聚醋酸乙烯、聚氨酯、酚醛樹(shù)脂等，所制得的產(chǎn)品除具有自熄性外，還可改 善制品的物理性能，制品手感柔軟，也可稱為石油添加劑和稀有元素的萃取劑，并且還是阻燃橡膠輸送帶的主要阻燃材料，一般添加量為5%～10%。
3.用作添加型鹵代磷酸酯類阻燃劑和增塑劑。分子中同時(shí)含磷和氯，阻燃效果顯著，不易揮發(fā)及水解，對(duì)紫外線穩(wěn)定性好。適用于酚醛樹(shù)脂、聚氯乙烯、聚醋酸乙 烯、聚氨酯等。也用作硝酸纖維素涂料的阻燃劑、聚氯乙烯阻燃性增塑劑、金屬萃取劑、汽油添加劑及聚酰亞胺加工助劑等。能夠改善耐水性、耐候性、耐寒性、抗 靜電性。參考用量5%～20%.
在PVC分子鏈上存在短的間規(guī)立構(gòu)規(guī)整結(jié)構(gòu)。隨著聚合反應(yīng)溫度的降低，間規(guī)立構(gòu)規(guī)整度提高。聚氯乙烯大分子結(jié)構(gòu)中存在著頭頭結(jié)構(gòu)、支鏈、雙鍵、烯丙基氯、叔氯等不穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)、使得耐熱變形及耐老化差等缺點(diǎn)。故作交聯(lián)后，可將該類缺點(diǎn)消除。
交聯(lián)分為輻射交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。
1.輻射交聯(lián)。使用高能射線，一般為鈷60輻射源產(chǎn)生的射線或電子加速產(chǎn)生的電子射線，主要采用后者。再加以助交聯(lián)助劑（兩個(gè)或多個(gè)碳碳雙鍵結(jié)構(gòu)的單體）進(jìn)行交聯(lián)。但操作難度大，對(duì)設(shè)備要求高。
2.化學(xué)交聯(lián)。使用三唑二巰基胺鹽（FSH）進(jìn)行交聯(lián)，交聯(lián)機(jī)理為胺與巰基結(jié)合進(jìn)攻碳氯極性鍵實(shí)行取代反應(yīng)。交聯(lián)后產(chǎn)品耐紫外、耐溶劑、耐溫、沖擊增韌等性能會(huì)得到全面提升。
根據(jù)應(yīng)用范圍的不同，PVC可分為：通用型PVC樹(shù)脂、高聚合度PVC樹(shù)脂、交聯(lián)PVC樹(shù)脂。通用型PVC樹(shù)脂是由氯乙烯單體在引發(fā)劑的作用下聚合形成的；高聚合度PVC樹(shù)脂是指在氯乙烯單體聚合體系中加入鏈增長(zhǎng)劑聚合而成的樹(shù)脂；交聯(lián)PVC樹(shù)脂是在氯乙烯單體聚合體系中加入含有雙烯和多烯的交聯(lián)劑聚合而成的樹(shù)脂。
根據(jù)氯乙烯單體的獲得方法來(lái)區(qū)分，可分為電石法、乙烯法和進(jìn)口（EDC、VCM)單體法（習(xí)慣上把乙烯法和進(jìn)口單體法統(tǒng)稱為乙烯法）。
根據(jù)聚合方法，聚氯乙烯可分為四大類：懸浮法聚氯乙烯、乳液法聚氯乙烯、本體法聚氯乙烯、溶液法聚氯乙烯。懸浮法聚氯乙烯是產(chǎn)量最大的一個(gè)品種，約占PVC總產(chǎn)量的80%左右。懸浮法聚氯乙烯按絕對(duì)黏度分六個(gè)型號(hào)：XS-1、XS-2……XS-6；XJ-1、XJ-2……、XJ-6。型號(hào)中各字母的意思：X-懸浮法；S-疏松型；J-緊密型。
根據(jù)增塑劑含量的多少，常將PVC塑烯塑料分為：無(wú)增塑PVC，增塑劑含量為0；硬質(zhì)PVC，增塑劑含量小于10%；半硬質(zhì)PVC，增塑劑含量為10-30%；軟質(zhì)PVC，增塑劑含量為30-70%；聚氯乙烯糊塑料，增塑劑含量為80%以上。
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