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聚乙烯(PE)用阻燃劑
| 來源：邵君( 先生，國內(nèi)國際部經(jīng)理 ) 發(fā)布時(shí)間：2017-11-12 14:51:05 |
聚乙烯（polyethylene ，簡(jiǎn)稱PE）是乙烯經(jīng)聚合制得的一種熱塑性樹脂。在工業(yè)上，也包括乙烯與少量α-烯烴的共聚物。聚乙烯無臭，無毒，手感似蠟，具有優(yōu)良的耐低溫性能（最低使用溫度可達(dá)-100~-70°C），化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐大多數(shù)酸堿的侵蝕（不耐具有氧化性質(zhì)的酸）。常溫下不溶于一般溶劑，吸水性小，電絕緣性優(yōu)良。
聚乙烯是用途廣、用量大的熱塑性塑料，其制品具有廣泛的用途，不僅可制作各種生活用品，還可制造冷藏庫部件、電氣零部件、管材、薄膜等工業(yè)制品。
大多數(shù)聚合物如聚乙烯都易燃燒，燃燒時(shí)不僅發(fā)出火焰，而且還散發(fā)出有毒氣體和煙塵，使其相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間在建筑、汽車、船舶、電氣工業(yè)等方面的應(yīng)用受到了限制。70年代，主要塑料生產(chǎn)國，如美國、西德等國都定有嚴(yán)格的法規(guī)，要求在很多場(chǎng)合使用的塑料制品一定要具有自熄性，否則就禁止使用。
為擴(kuò)大塑料制品的應(yīng)用，人們采用能阻緩塑料燃燒的助劑(稱為阻燃劑)添加到塑料中去。在美國，阻燃劑產(chǎn)量位居助劑產(chǎn)量的第二位，僅次于增塑劑。聚乙烯燃燒熱高，若不阻燃，很多場(chǎng)合就不能使用，如電線、電纜、煤礦運(yùn)輸?shù)确矫?，因此研?b>聚乙烯(PE)用阻燃劑具有十分重要的意義。
聚乙烯(PE)用阻燃劑機(jī)理比較復(fù)雜。按一般觀點(diǎn)，聚乙烯(PE)用阻燃劑的作用4類:
(1)與塑料的分解產(chǎn)物相結(jié)合產(chǎn)生一種可悶熄火焰的氣體。例如，氧化銻(Sb2O3)與PVC中放出的HCl反應(yīng)后生成了三氯氧化銻氣體將氧隔絕，達(dá)到熄火的效果。此機(jī)理稱為鹵銻并用。
(2)通過吸收塑料燃燒時(shí)產(chǎn)生的熱量，以降低溫度來減緩燃燒速度。如含Al(OH)3(水合氧化鋁)的聚乙烯(PE)用阻燃劑，每分解1mol，就要吸收150.48kJ的熱量，從而減緩了其燃燒速度，以達(dá)到阻燃的目的。
(3)提供一種與氧氣隔絕的涂層。如磷酸酯，在燃燒時(shí)形成偏磷酸，并聚合成多聚合態(tài)層，隔絕氧氣，達(dá)到阻燃效果。
(4)能產(chǎn)生阻止燃燒反應(yīng)的游離基，與塑料生成燃燒性能差的產(chǎn)物。塑料燃燒時(shí)，所產(chǎn)生的自由基HO#與碳?xì)滏湴l(fā)生反應(yīng)，生成新的羥自由基HO#循環(huán)下去，延續(xù)燃燒。如若燃燒時(shí)有放出HCl的環(huán)節(jié)，能中和掉羥自由基HO#，而使燃燒終止。含鹵有機(jī)化合物阻燃即此機(jī)理。
磷酸三(1,3-二氯異丙基)酯(阻燃劑TDCPP)用途：
該產(chǎn)品具有高效阻燃劑，揮發(fā)性低，熱穩(wěn)定性高，耐水，耐堿穩(wěn)定易溶于多數(shù)有機(jī)物質(zhì)，加工性能好，用塑，防潮，防靜電，防拉，防壓縮性能。廣泛用于不飽和聚酯，聚氨酯泡沫塑料，環(huán)氧樹脂，酚醛樹脂，橡膠，軟質(zhì)聚氯乙烯，合成纖維等塑料和涂料在高溫?zé)峤?，可以用作乳化劑和防爆劑?br />
為達(dá)到阻燃效果，要求具有工業(yè)實(shí)用價(jià)值的聚乙烯(PE)用阻燃劑必須具備的條件為:(1)不降低聚合物的使用性能，如強(qiáng)度、耐熱性等。與樹脂相容性好，易于均勻分散;(2)分解溫度不應(yīng)太高，在加工溫度下又不致分解;(3)耐久性好，長(zhǎng)期不分解，不逸出;(4)來源廣泛，價(jià)格低廉。
聚乙烯由于氧指數(shù)低、易燃、燃燒熱高，應(yīng)用于電線、電纜、煤礦等領(lǐng)域時(shí)使用受限，因此對(duì)其阻燃性能要求越來越高，如無鹵、低煙、低毒等。
通常阻燃劑分為無機(jī)阻燃劑和有機(jī)阻燃劑兩大類。以往采用的含鹵有機(jī)阻燃劑，在燃燒時(shí)發(fā)煙量大，且放出有毒氣體，給消防工作帶來困難。若改用無機(jī)阻燃劑氫氧化鋁，雖無毒低煙，但添加量要達(dá)到60%以上，且使聚乙烯的加工性、力學(xué)性能都變差。因此，當(dāng)前的研究方向是得到填充量較低、阻燃效果好，且無鹵、低煙、低毒的無機(jī)阻燃體系。
單用氧化銻幾乎沒有阻燃效果，而單用鹵化物用量又很大，故常以二者聯(lián)合使用，構(gòu)成一種特別有效的阻燃體系。這種體系最適宜的配比是1mol銻加3mol的鹵化物。應(yīng)用最多的鹵化物是含溴和含氯的有機(jī)化合物，其中溴化物效果更好，但氯化物價(jià)格低廉，性能穩(wěn)定，故應(yīng)用更廣泛。
由文獻(xiàn)可知:(1)含鹵阻燃劑與Sb2O3有很好的協(xié)同作用，而氫氧化鋁作為一種無毒無害、價(jià)格便宜的阻燃劑，有其阻燃和降低系統(tǒng)溫度的作用。其三元復(fù)合阻燃體系FR)3B(雙三溴苯氧基乙烷)/三氧化二銻/氫氧化鋁阻燃劑，可用于HD聚乙烯塑料，且具有良好的阻燃效果;(2)C聚乙烯也是一種含氯的高分子材料，與HD聚乙烯有良好的相溶性。因此C聚乙烯與上述三元阻燃體系共用可減少FR)3B和Sb2O3的用量，以降低成本。即C聚乙烯也可作為HD聚乙烯阻燃劑，以滿足一般要求。
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